CN111213044A - 用于确定烟草工业产品的密封捆束的内部和外部之间压力差的存在的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于确定在烟草工业产品的包裹和密封捆束的内部和外部之间是否存在压力差的设备和方法。该包裹和密封捆束具有在施加压力差时偏转的屏障层，并且该设备包括可操作以检测该偏转的传感器。

Description

用于确定烟草工业产品的密封捆束的内部和外部之间压力差 的存在的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定在诸如吸烟制品的烟草工业产品的包裹和密封捆束的内部和外部之间是否存在压力差的设备。本发明还涉及一种包括此设备的烟草工业包装制造机，并且涉及一种确定烟草工业产品的包裹和密封捆束的内部和外部之间压力差的存在的方法。

背景技术

已知提供诸如吸烟制品的烟草工业产品的装料。在将捆束插入外部纸箱中以形成例如铰链盖型吸烟制品包装之前，将装料包裹在一层屏障材料中以形成密封捆束。屏障层由柔性的、基本上不透气的材料制成。为了进入吸烟制品，已知向屏障层提供由可剥离标签密封的进入孔。在一些包装中，标签可以在第一次打开后重新定位以重新密封捆束，以保持包装中剩余的吸烟制品的新鲜度。

还已知提供吸烟制品的包裹和密封捆束，其在包裹捆束的内部和外部之间具有压力差。特别地，已知相对于捆束的外部向包裹捆束的内部提供降低的压力或局部真空，以防止吸烟制品在例如由于与大气中的氧气反应而在第一次打开之前退化。另选地，可以用惰性气体对包裹捆束加压，该惰性气体在第一次打开之前提供了增强的保护以抵抗吸烟制品退化。由此可以增加吸烟制品的保存期限并保持新鲜度。除了保持新鲜度和风味外，第一次打开时环境空气涌入捆束中还可向消费者提供可听见的指示，诸如“嘶嘶声”，这表明捆束是新鲜的并且以前没有打开过。

为了施加压力差，包裹捆束可包括阀，一旦在制造过程期间屏障层已被密封，压力发生器的喷嘴可通过该阀插入。阀可以被构造成在喷嘴退出时自动关闭，使得保持压力差，直到通过去除或剥离在进入孔上方延伸的标签而第一次打开捆束为止。

本发明寻求提供用于确定烟草工业产品的包裹和密封捆束的内部和外部之间是否存在压力差的设备、一种具有此设备的烟草工业包装制造机，以及一种确定烟草工业产品的包裹和密封捆束的内部和外部之间是否存在压力差的方法。

发明内容

根据本发明的方面，提供了一种用于确定在烟草工业产品的包裹和密封捆束的内部和外部之间是否存在压力差的设备，该包裹和密封捆束具有在施加压力差时偏转的屏障层，该设备包括可操作以检测屏障层的偏转的传感器。

设备可以包括控制器以控制施加压力差的压力发生器，该传感器被构造成生成指示屏障层的偏转的信号并将该信号提供给控制器。

信号可以指示屏障层已经被偏转的程度。

当屏障层的偏转程度等于或超过目标偏转或阈值偏转时，控制器可操作以停用压力发生器。

屏障层的偏转程度可以是基准和偏转屏障层之间的距离，目标偏转是基准和偏转屏障层之间的目标距离。

传感器可操作以多次确定跨偏转屏障层的不同位置处的基准与偏转屏障层之间的距离，并计算基准和偏转屏障层之间的平均距离，控制器可操作以当计算出的平均距离等于或超过目标距离时停用压力发生器。

传感器可以包括光源和用于检测由光源发射的反射光的接收器。基准与屏障层之间的距离可以基于由接收器检测到的由基准反射的光所花费的时间与由接收器检测到的由偏转屏障层反射的光所花费的时间相比之间的比较来确定。

传感器可以包括激光测距仪，该激光测距仪被构造成发射激光脉冲并测量反射脉冲返回所花费的时间。

根据本发明的另一个方面，提供了一种烟草工业包装制造机，其包括用于围绕烟草工业产品的装料包裹和密封屏障层以形成烟草工业产品的包裹和密封捆束的包裹站、用于在包裹捆束的内部和外部之间生成压力差以使得屏障层偏转的压力发生器，该烟草工业包装制造机还包括根据前述权利要求中任一项所述的设备，其用于在由压力发生器施加压力差期间确定包裹和密封捆束的内部和外部之间是否存在压力差。

根据本发明的另一个方面，提供了一种烟草工业包装制造机，其包括用于围绕烟草工业产品的装料包裹和密封屏障层以形成烟草工业产品的包裹和密封捆束的包裹站、用于在包裹捆束的内部和外部之间生成压力差以使得屏障层偏转的压力发生器，该烟草工业包装制造机还包括用于确定在烟草工业产品的包裹和密封捆束的内部和外部之间是否存在压力差的设备，该设备包括可操作以检测屏障层偏转的传感器，其中用于确定是否存在压力差的设备远离压力发生器，使得在压力差施加到吸烟制品的包裹和密封捆束后检测屏障层的偏转。

烟草工业包装制造机可包括托架以将包裹在一层屏障材料中的吸烟制品的捆束运输通过烟草工业包装制造机。托架可以包括孔或开口，该层屏障材料通过该孔或开口暴露，并且当施加压力差时该层屏障材料被偏转。

传感器可以被配置成通过托架中的孔检测屏障材料的暴露层偏转。

屏障层的偏转程度可以穿过托架中的孔被测量为基准和屏障材料的暴露层之间的距离。基准可以包括托架上的与托架中的孔相邻的表面。

压力发生器可以被构造成在包裹和密封捆束中生成真空压力，使得屏障层偏转抵靠由屏障层包裹的吸烟制品的装料。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括根据本发明的设备的烟草工业包装处理机。

根据本发明的另一方面，提供一种确定在烟草工业产品的包裹和密封捆束的内部和外部之间是否存在压力差的方法，该包裹和密封捆束包括屏障层，该屏障层响应于存在压力差而偏转，该方法包括使用传感器以检测屏障层的偏转。

该方法可以包括将指示屏障层的偏转程度的信号提供给控制器以用于控制压力发生器，该压力发生器在吸烟制品的所述包裹和密封捆束中生成压力差。

该方法可以包括确定屏障层的偏转程度。

可以通过确定屏障材料的基准与偏转层之间的距离来实现对屏障层的偏转程度的确定。

该方法可以包括：当基准与偏转屏障层之间的所确定的距离等于或超过目标距离时，停用压力发生器。

附图说明

现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了捆束的前透视图，该捆束包括包裹并密封在屏障层中的烟草工业产品的装料，该屏障层结合阀以促进在捆束的内部和外部之间施加压力差；

图2示出了烟草工业产品的包裹和密封捆束，该捆束由托架保持以用于将包裹捆束运输通过烟草工业包装制造机；

图3A示出了根据本发明的实施例的烟草工业包装制造机的示意图，该烟草工业包装制造机还包括用于确定在烟草工业产品的包裹和密封捆束的内部和外部之间是否存在压力差的设备，其中如图2中所示，由托架保持的包裹和密封捆束被示出接近于跨屏障层生成压力差的点；

图3B示出了图3A的烟草工业包装制造机，其中，空气从由托架所保持的包裹和密封捆束中抽出。

具体实施方式

已知提供一种吸烟制品的包裹和密封捆束，其在捆束的内部和外部之间具有压力差。然而，难以以任何确定性确定是否已经实现压力差或者是否已经达到或超过了预期的压力差。这可能会导致捆束未正确加压或完全未加压。本发明的实施例试图解决这个问题，并提供一种可靠的设备和方法，用于确定压力差的存在，并且在某些实施例中，控制压力发生器以实现期望的压力差。

图1示出了捆束1，其包括包裹在屏障层4中的烟草工业产品（在这种情况下为吸烟制品）的装料2。仅出于说明的目的，在图1中去除了屏障层4的一部分，使得可见吸烟制品2的装料。在捆束1的制造期间，屏障层4被密封在吸烟制品2的装料周围以形成气密外壳。当屏障层4围绕装料2缠绕时，其具有由较窄的侧表面6彼此间隔开的一对平行的主表面5。屏障层4的边缘4a在侧表面6处交叠并且使用常规的翅片密封过程接合。

将单向阀7结合到屏障层4的主表面5中的一个中。压力发生器9的喷嘴8（见图3a和3b）可以临时耦合到单向阀7以允许空气最优选地从捆束1中抽出以在捆束1内建立负压或局部真空。另选地，可以通过单向阀7将惰性气体强制进入捆束1中来对捆束1加压。单向阀7被设计成当喷嘴8未与之耦合时防止空气或气体流过该单向阀7，使得在喷嘴8已从单向阀7卸下之后保持捆束1的内部和外部之间所生成的压力差。

为了使消费者能够接近吸烟制品2，屏障层4设置有可分离区段4b。如由图1中的虚线所示，可分离区段4b由薄弱线9界定，诸如在屏障层4中形成的穿孔，该薄弱线9在捆束1的第一次打开时破裂。可重新密封的盖翼片或标签10在可分离区段4b上延伸并超过薄弱线9。可重新密封的标签10涂有压敏粘合剂并密封抵靠屏障层4，使得防止了经由薄弱线9造成的压力差损失，直到提起标签10并且薄弱线9破裂。应当理解，由于薄弱线9可以仅部分地延伸穿过屏障层4的厚度，因此标签10在第一次打开之前不需要保持捆束1的气密性。标签10被粘附到屏障层4，使得当其被剥离时，可分离区段4a和屏障层4之间的薄弱线9破裂，并且可分离区段4a与标签10一起被提起以提供屏障层4中的进入孔。应理解，只有当薄弱线9破裂时，捆束1的内部和外部之间的压力才相等。

参考图1中所示的实施例，单向阀7包括垫11，该垫11围绕其周长结合在屏障层4中的小孔12上。垫11包括在垫11下面抵靠屏障层4表面的可移动翼片13。当经由压力发生器9将真空源施加到垫11时，如图3B中所示，通过小孔12和翼片13从捆束1内抽出空气，并且翼片13从屏障层4稍微抬起离开以允许空气离开捆束1。当空气从捆束1中抽出时，压降使屏障材料4向内被吸入，从而使其更紧密地与装料2的形状相符。一旦除去真空源，在捆束1内生成的负压就将翼片13拉紧抵靠在下面的屏障层4以形成密封，从而防止空气通过孔12返回到捆束1中。捆束1被充分密封，使得将降压保持在捆束1内，直到通过提起可重新密封的标签10使薄弱线9破裂来将其第一次打开为止。

屏障层4由基本上不透气的柔性材料制成，并且特别地可以是氧气不可渗透的，以防止氧气进入捆束1中。屏障层4的不透气材料防止通过屏障材料4传递水分，因此捆束1内的水分含量保持恒定并且不受外部条件的影响。

参考图2，示出了捆束1附接到支架或托架14。托架14将捆束1输送通过烟草工业包装制造机15，如图3A和3B中示意性所示。

烟草工业包装制造机15可以包括：用于将单独吸烟制品组合成组以形成吸烟制品2的装料2的组合站16，用于将屏障层4包裹和密封在装料2周围的包裹站17，以及用于生成跨包裹和密封捆束1的屏障层4的压力差的压力发生器9。由于组合站16、包裹站17和压力发生器18是常规的，它们在图3a和3b中仅由方框表示。

在另一实施例中，根据本发明实施例的设备可以是烟草工业包装处理机的一部分。例如，不是直接参与烟草工业包装的实际制造，而是在制造后运输或以其他方式处理包装的机器。

同样如图3A和3B中所示，根据本发明的实施例的烟草工业包装制造机15包括用于确定包裹和密封捆束1的内部和外部之间是否存在压力差的设备19，该捆束1已被机器15制造并且已被施加压力差。特别地，用于确定是否存在压力差的设备19优选地定位成使得可以在将捆束1连接到压力发生器18的同时并在生成压力差的同时进行确定，如下面将更详细说明的那样。然而，还设想在其他实施例中，用于确定包裹和密封捆束1的内部和外部之间的压力差的存在的设备19可以远程定位，使得其与烟草工业包装制造机15分离，并因此仅在生成压力差之后才发生确定。特别地，用于确定压力差的存在的设备19可以位于机器15的下游，使得仅在捆束1已经从压力发生器9解耦之后确定压力差的存在。

在本发明的每个实施例中，用于确定压力差是否存在的设备包括传感器20。在仅在制造捆束1和施加压力差之后进行确定的实施例中，传感器20可以生成信号，该信号指示在捆束1中是否已经生成压力差，并且优选地指示该压力差的程度。如果该信号指示压力差不存在或不足，则控制器21可以响应于该信号以拒绝捆束1，例如，通过沿着与捆束1沿着其具有压力差的路径不同的拒绝路径发送捆束1，或发送所需压力差以将那些具有压力差的捆束1与不具有压力差的捆束1分开。设想以其最简单的形式，本发明的设备19将仅能够检测屏障材料4表面偏转的发生，而无需对该偏转的程度进行任何确定。偏转的存在足以指示已经生成压力差，即使该压力差的程度仍然未知。然而，优选地，设备19被构造成不仅确定压力差的存在，而且确定该压力差的程度，以提供关于是否存在足够或预定的压力差的指示。

参考图2，托架14包括具有下表面22a的板22，该下表面22a跨捆束1的主表面5中的一个延伸，该主表面5与其中形成单向阀7的主表面相对。在捆束1中不存在压力差的情况下，板22在其上延伸的主表面5位于下表面22a附近或与其接触。板22具有开口23和上表面22b，通过该开口可见屏障层4的主表面5的一部分。

传感器20结合光源和接收器（未示出）。优选地，传感器20包括激光测距仪、测远仪或相机，已知其用于确定距离。激光测距仪或测远仪发射激光脉冲24a并测量反射脉冲24b返回所花费的时间。

如图3A中所示，当托架14在烟草工业包装制造机15中或在远程位置处在传感器20下方移动时，激光测距仪向托架14和由此支持的捆束1发射激光24a的脉冲。当托架14在传感器20下方行进时，激光24a首先入射在托架14的与开口23相邻的上表面22b上。该上表面22b是基准表面，从该基准表面测量主表面5的偏转。尽管优选基准表面22b在托架14上，但是基准表面也可以在烟草工业包装制造机15的一部分上或在另一位置上。

利用来自控制器21的输入，传感器20可操作以计算传感器20与上基准表面22b之间的距离（图3A中的“d”）。该基准距离“d”提供了可以确定屏障层4的上表面5的偏转的测量值。

然后托架14移动，使得激光24a脉冲入射在屏障层4的该部分上，该部分通过托架14中的开口23可见，如图3B中所示。传感器20现在可操作以计算到传感器20与屏障层4的上表面5之间的捆束1（图3B中的“b”）的距离。通过从距离“b”中减去距离“d”，在生成捆束1的内部与外部之间的任何压力差之前，确定从基准表面22a到捆束1的表面的距离（图1中的“x”）。

接下来，将压力发生器9的喷嘴8耦合到单向阀7，并启用压力发生器9以从捆束1中抽出空气。传感器20记录由于捆束1的主表面5的偏转而发生的距离“x”的变化。优选地，传感器20实时记录主表面5的偏转，使得当达到预定或目标偏转时，由控制器21生成信号并且压力发生器9停止。

受制造公差影响，在一些实施例中，设想在施加真空之前，从基准到捆束1的主表面5的距离“x”将为约10 mm，并且当距离“x”增加到10.2 mm时，将停止施加真空，这表示捆束1的主表面5的目标偏转约为0.2 mm。

应当理解，预定的偏转与捆束1内的压力差有关，并且偏转和压力差之间的关系可以针对特定类型的捆束和材料预先确定。例如，可以确定的是，为了提供500毫巴的局部真空，要求屏障层4的偏转为0.2 mm。举例来说，排空的捆束1内的局部真空可具有小于1巴的压力。在一些示例中，局部真空小于500毫巴，例如在40和300毫巴之间。在其他实施例中，局部真空小于150毫巴，优选地为约80毫巴。然而，应当理解，捆束1内的局部真空可以是小于1巴的任何值。在其他实施例中，捆束1可以在高压下填充有惰性气体。阀7可使得能够填充并且可选地还能够在填充之前排出捆束1内的空气。

应理解，传感器20可操作以在跨主表面5的该部分的不同位置处多次确定基准表面22b与偏转屏障层4的主表面5之间的距离“x”，传感器20通过板22中的孔23可见该部分。传感器21然后可操作以计算基准表面22b和主表面5之间的“x”的平均距离。在这种情况下，当计算出的平均距离等于或超过目标距离时，控制器21可操作以停用压力发生器9。

如本文所用，术语“烟草工业产品”旨在包括吸烟制品，其包括可燃吸烟制品，诸如香烟、小雪茄、雪茄、用于烟斗或自卷烟的烟草（无论基于烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再生烟草、烟草替代品或其他可吸烟材料）、电子吸烟制品（诸如电子烟）、从基质材料释放化合物而不燃烧的加热装置（诸如烟草加热产品）、从基质材料的组合中生成气溶胶的混合系统，例如包含液体或凝胶或固体基质的混合系统；以及不含气溶胶的尼古丁递送制品，诸如锭剂、口香糖、贴剂、包含可吸入粉末的制品和无烟烟草制品，诸如湿鼻烟和鼻烟。

在一些实施例中，烟草工业产品是不燃的吸烟制品。

在一些实施例中，烟草工业产品是加热装置，其通过加热而不燃烧基质材料来释放化合物。该材料可以是例如烟草或其他非烟草产品，其可能含有或不含尼古丁。在一些实施例中，加热装置是烟草加热装置。

在其他实施例中，烟草工业产品是一种混合系统，其通过加热而不燃烧基质材料的组合来生成气溶胶。基质材料可以包括例如可以包含或可以不包含尼古丁的固体、液体或凝胶。在一些实施例中，混合系统包括液体或凝胶基质和固体基质。

固体基质可以是例如烟草或其他非烟草产品，其可以包含或可以不包含尼古丁。在一些实施例中，混合系统包括液体或凝胶基质和烟草。

如本文中所用，术语“局部真空”是指相对于局部大气压，即捆束1外部的压力，已通过从空间、例如包裹和密封捆束1的屏障材料4内的外壳内去除气体中的至少一部分而降低了压力。

为了解决各种问题并提高本领域，本公开的全部内容通过说明的方式示出了各种实施例，在这些实施例中可以实践所要求保护的本发明，并提供高级设备、烟草工业包装制造机、烟草工业包装处理机、用于制造烟草工业包装的方法以及确定在烟草工业产品的包裹和密封捆束的内部和外部之间是否存在压力差的方法。本公开的优点和特征仅是实施例的代表性示例，而不是穷举的和/或排他的。呈现它们仅是为了帮助理解和教导要求保护的特征。应当理解，本公开的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其他方面不应被认为是对由权利要求限定的本公开的限制或对权利要求的等同形式的限制，并且在不脱离本公开的范围和/或精神的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行修改。各种实施例可以适当地包括、由以下组成或基本上由以下组成：所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、装置等的各种组合。此外，本公开包括当前没有要求保护、但可以在未来要求保护的其他发明。

Claims (22)

1.一种用于确定烟草工业产品的包裹和密封捆束的内部和外部之间是否存在压力差的设备，所述包裹和密封捆束具有在施加此压力差时会偏转的屏障层，所述设备包括可操作以检测所述屏障层的偏转的传感器。

2.根据权利要求1所述的设备，包括控制器以控制施加所述压力差的压力发生器，所述传感器被构造成生成指示所述屏障层的偏转的信号并将所述信号提供给所述控制器。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述信号指示所述屏障层的偏转程度。

4.根据权利要求3所述的设备，其中当所述屏障层的所述偏转程度等于或超过目标偏转时，所述控制器可操作以停用所述压力发生器。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述屏障层的所述偏转程度是基准与所述偏转屏障层之间的距离，所述目标偏转是所述基准与所述偏转屏障层之间的目标距离。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述传感器可操作以在跨所述偏转屏障层的不同位置处多次确定所述基准与所述偏转屏障层之间的距离，并计算所述基准与所述偏转屏障层之间的平均距离，当所述计算出的平均距离等于或超过所述目标距离时，所述控制器可操作以停用所述压力发生器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述传感器包括光源和用于检测由所述光源发射的反射光的接收器。

8.根据权利要求5或6所述的设备，其中所述传感器包括光源和用于检测由所述光源发射的反射光的接收器，其中所述基准和所述屏障层之间的距离基于由所述接收器检测到的由所述基准反射的光所花费的时间与由所述接收器检测到的由所述偏转屏障层反射的光所花费的时间的比较之间的比较来确定。

9.根据权利要求7或8所述的设备，其中所述传感器包括激光测距仪，其被构造成发射激光脉冲并测量反射脉冲返回所花费的时间。

10.一种烟草工业包装制造机，其包括用于围绕烟草工业产品的装料包裹和密封屏障层以形成烟草工业产品的包裹和密封捆束的包裹站、用于在所述包裹捆束的内部和外部之间生成压力差以使得所述屏障层偏转的压力发生器，所述烟草工业包装制造机还包括根据前述权利要求中任一项所述的设备，其用于在由所述压力发生器施加压力差期间确定所述包裹和密封捆束的所述内部和外部之间是否存在压力差。

11.一种烟草工业包装制造机，其包括用于围绕烟草工业产品的装料包裹和密封屏障层以形成烟草工业产品的包裹和密封捆束的包裹站、用于在所述包裹捆束的内部和外部之间生成压力差以使得所述屏障层偏转的压力发生器，所述烟草工业包装制造机还包括用于确定在烟草工业产品的所述包裹和密封捆束的所述内部和外部之间是否存在压力差的设备，所述设备包括可操作以检测所述屏障层的偏转的传感器，其中用于确定是否存在压力差的设备远离所述压力发生器，使得在压力差施加到烟草工业产品的所述包裹和密封捆束后检测所述屏障层的偏转。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的烟草工业包装制造机，其包括托架以将包裹在一层屏障材料中的烟草工业产品的捆束运输通过所述烟草工业包装制造机，其中所述托架包括孔以暴露所述层屏障材料，当施加压力差时所述层屏障材料被偏转。

13.根据权利要求12所述的烟草工业包装制造机，其中所述传感器被构造成通过所述托架中的所述孔检测所述屏障材料的暴露层的偏转。

14.根据权利要求13所述的烟草工业包装制造机，其中所述屏障层的偏转程度通过所述托架中的所述孔的被测量为基准与屏障材料的所述暴露层之间的距离。

15.根据权利要求14所述的烟草工业包装制造机，其中所述基准包括所述托架上的与所述托架中的所述孔相邻的表面。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的烟草工业包装制造机，其中所述压力发生器被构造成在所述包裹和密封捆束中生成真空压力，使得所述屏障层偏转抵靠由所述屏障层包裹的烟草工业产品的所述装料。

17.一种烟草工业包装处理机，包括根据权利要求1至9中任一项所述的设备。

18.一种确定在烟草工业产品的包裹和密封捆束的内部和外部之间是否存在压力差的方法，所述包裹和密封捆束包括屏障层，所述屏障层响应于所述压力差的存在而偏转，所述方法包括使用传感器检测所述屏障层的偏转。

19.根据权利要求18所述的方法，包括将指示所述屏障层的偏转程度的信号提供给控制器以用于控制压力发生器，所述压力发生器在烟草工业产品的所述包裹和密封捆束中生成所述压力差。

20.根据权利要求18或权利要求19所述的方法，包括确定所述屏障层的所述偏转程度。

21.根据权利要求20所述的方法，包括通过确定基准与屏障材料的所述偏转层之间的距离来确定所述屏障层的所述偏转程度。

22.根据从属于权利要求20时的权利要求21所述的方法，包括当所述基准与所述偏转屏障层之间的所述确定的距离等于或超过目标距离时，停用所述压力发生器。

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