CN113329942B - 用于吸入装置的可消耗单元以及其制造方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种制造用于与吸入装置一起使用的可消耗单元的方法。该方法包括向可消耗单元的容器提供一剂量的可气雾化材料；将封闭件定位在容器的端部上；以及将封闭件固定到容器。还公开了用于制造与吸入装置一起使用的可消耗单元的设备。

Description

用于吸入装置的可消耗单元以及其制造方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于吸入装置的可消耗单元的设备和方法，特别地但不限于用于制造烟草荚的设备和方法，所述烟草荚包含用于吸入装置中的颗粒烟草材料。本发明还涉及一种用于吸入装置的可消耗单元，例如，一种用于与吸入装置一起使用的包含颗粒烟草材料的可消耗单元。

背景技术

JP2011182710A公开了一种用于将烟草材料填充到小容器中的设备，该小容器是用于吸入装置的可消耗单元。填充设备包括将烟草材料配料到漏斗中的螺旋螺杆，以及将烟草材料从漏斗引导到容器的开口端中的管。在容器的相对端处提供抽吸管以从容器抽吸空气，从而确保烟草材料进入容器。

需要用颗粒烟草材料可靠且快速地填充荚，以提供用于吸入装置的可消耗单元的有效制造。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种制造用于与吸入装置一起使用的可消耗单元的方法，该方法包括：

将一剂量的可气雾化材料提供到所述可消耗单元的容器；

将封闭件定位在容器的端部上；以及

将所述封闭件固定到所述容器。

在优选的示例中，该方法在多个容器上同时执行。

该方法可包括将多个空容器定位在支撑容器的机器托盘中。

该方法还可以包括将机器托盘插入到向容器提供可气雾化材料的剂量的配料站中。

该方法可包括将机器托盘从配料站移动到将封闭件定位在每个容器的端部上的封闭件定位站。

该方法可包括将机器托盘从封闭件定位站移动到将封闭件固定到容器的封闭件固定站。

移动所述机器托盘可包括在输送机上输送所述机器托盘。

该方法可以替代性地包括将机器托盘定位在固定的机器托盘支撑件中，并且其中该方法在机器托盘支撑件中的机器托盘中的容器上执行。在该示例中，配料站和/或封闭件定位站和/或封闭件固定站可被布置成对固定的机器托盘支撑件中的容器执行操作。

在示例中，向容器提供一剂量的可气雾化材料包括将预定体积的可气雾化材料配料到容器中。可气雾化材料可以包括烟草。替代性地或另外地，可气雾化材料包括颗粒材料，例如颗粒烟草材料。

所述封闭件可以包括网状物。

容器可包括多个桩，并且将封闭件固定到容器可包括使多个桩变形以将封闭件固定到容器。桩可以被加热以帮助变形，和/或桩可以被弯曲以将封闭件固定到容器。

在示例中，容器的与封闭件相对的端部包括筛网，并且可消耗单元可以包括烟嘴，该烟嘴被设置成使得蒸气可以经由筛网从容器流动到烟嘴。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于制造与吸入装置一起使用的可消耗单元的设备，该设备包括：

配料站，其被构造成向所述可消耗单元的容器提供可气雾化材料的剂量；

封闭件定位站，其被构造成将封闭件定位在所述容器的所述端部上；以及

封闭件固定站，所述封闭件固定站被构造成将所述封闭件固定到所述容器。

配料站和/或封闭件定位站和/或封闭件固定站可各自被构造成同时对多个容器进行操作。

配料站和/或封闭件定位站和/或封闭件固定站均可各自包括用于支撑机器托盘的机器托盘支撑件。机器托盘可适于接收和支撑多个容器。

该设备还可包括输送机，该输送机被布置成在配料站、封闭件定位站和封闭件固定站中的至少两者之间输送机器托盘。

配料站、封闭件定位站和封闭件固定站中的至少一者可包括其上设置有工具的搁板。致动器可被布置成使搁板或机器托盘中的一者相对于搁板或机器托盘中的另一者移动。工具和/或搁板可适于接合容器。

在示例中，搁板安装在至少一个轨道上，并且搁板可沿着至少一个轨道移动以相对于机器托盘移动工具。

配料站可包括搁板和工具。在该示例中，工具可以包括配料机构，该配料机构可操作以向容器提供可气雾化材料的剂量。

配料机构可以包括用于容纳可气雾化材料的料斗，以及包括配料腔的可移动配料器。该配料器可被构造成在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，可气雾化材料可从料斗移动到配料腔中，在第二位置中，可气雾化材料可从配料腔移动到容器中。

在示例中，封闭件定位站包括搁板和工具。在该示例中，工具可包括冲头，该冲头构造成使封闭件与封闭件支撑腹板分离并使封闭件朝向容器移动。

在示例中，封闭件固定站包括搁板和工具。在该示例中，工具可以包括压机，容器可以包括从容器突出的多个桩，并且压机可以被构造成使多个桩变形以将封闭件固定到容器。

在示例中，可气雾化材料可以包括烟草。替代性地或另外地，可气雾化材料可以包括颗粒材料，例如颗粒烟草材料。

所述封闭件可以包括网状物。

在一些示例中，容器的与封闭件相对的端部包括筛网，并且可消耗单元可以包括烟嘴，该烟嘴被设置成使得蒸气可以流动通过容器和烟嘴。

该设备还可以包括检查站，该检查站被布置成检查以下各项中的一项或多项：

容器中可气雾化材料的剂量；

将所述封闭件定位在所述容器的所述端部上；和/或

将所述封闭件固定到所述容器。

根据本发明的另外的方面，还提供了一种根据上述方法制造的可消耗单元，以及一种使用上述设备制造的可消耗单元。

根据本发明的另外的方面，还提供了一种与吸入装置一起使用的可消耗单元，该可消耗单元包括保持一剂量的可气雾化材料的容器和覆盖该容器的端部的封闭件，并且其中该容器包括多个桩，所述多个桩变形以将封闭件固定到容器。

多个桩可以抵靠封闭件弯曲。例如，可消耗单元可以包括边缘，并且封闭件可以固定在边缘和多个桩之间。

所述封闭件可以包括网状物。可消耗单元还可以包括烟嘴。

容器的与封闭件相对的端部可包括筛网，使得蒸气可从封闭件流过可消耗单元，，流过容器，流过筛网，并且进入烟嘴。

所述筛网可以包括网状物。

在示例中，可气雾化材料可以包括烟草。替代性地或另外地，可气雾化材料可以包括颗粒材料，例如颗粒烟草材料。

附图说明

将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了包括可消耗单元的吸入装置；

图2A和图2B示出了图1的吸入装置的可消耗单元；

图3A示出了图2A和图2B的可消耗单元，其中移除了封闭件；

图3B示出了图3A的可消耗单元的示意图，该可消耗单元设置有颗粒材料和封闭件；

图4示出了用于制造图2A和图2B的可消耗单元的设备的示意图；

图5A和图5B示出了用于支撑可消耗单元通过图4的设备的机器托盘；

图6A和图6B示出了用于向可消耗单元提供颗粒材料的配料站；

图7A至图7C示出了图6A和图6B的配料站的配料机构；

图8A和图8B示出了用于将封闭件定位在每个可消耗单元上的封闭件定位站；

图9示出了用于图8A和图8B的封闭件定位站的封闭件支撑腹板；

图10示出了图8A和图8B的封闭件定位站的冲头；

图11示出了用于将封闭件固定到可消耗单元的封闭件固定站；

图12示出了图11的封闭件固定站的第一示例的操作的示意图；以及，

图13示出了图11的封闭件固定站的第二示例的操作的示意图。

具体实施方式

本专利说明书公开了用于制造用于吸入装置的可消耗单元的设备和方法。特别地，本专利说明书公开了用于制造可消耗单元的设备和方法，该可消耗单元用于在吸入装置中输送所产生的蒸气而不燃烧。

在本文公开的实施例中，吸入装置包括：操作单元，其具有适于由成年消费者握持的尺寸和形状；雾化器盒，其可移除地附接到所述操作单元，所述雾化器盒具有雾化器，所述雾化器用于雾化保持在所述盒中的可消耗液体；烟草荚，其能够可移除地附接到所述盒，所述烟草荚具有容器和烟嘴，所述容器容纳可气雾化材料的填料，例如颗粒烟草材料；以及用于将颗粒烟草材料保持在容器内的封闭件。

当雾化器盒和烟草荚需要更换时，即当可消耗液体用完时，或当烟草荚中的烟草用完时，使用者能够单独地更换雾化器盒和烟草荚。

在使用中，当消费者通过吸入装置抽吸空气时，操作单元在消费者的控制下将能量输送到雾化器盒。雾化器盒中的液体被雾化以形成气溶胶，并且烟草荚中的颗粒烟草材料被挥发，从而释放挥发性香味。因此，从吸入装置吸入的空气将雾化液体的气溶胶从雾化器盒与通过加热烟草荚中的颗粒烟草材料产生的蒸气一起输送到消费者。可以选择可汽化烟草材料和可消费液体的组合物以输送吸引消费者的广泛组合的香味。

本说明书涉及用于制造如上所述的用于吸入装置的烟草荚的设备和方法。然而，将了解的是，在替代的吸入装置中，颗粒烟草材料可以用替代的颗粒可汽化材料代替。例如，颗粒可汽化材料可以是颗粒植物材料。下文描述的设备和方法不受烟草荚中的颗粒材料限制，且因此烟草荚将被称为包含颗粒材料的可消耗单元。

参照图1，吸入装置1具有模制塑料材料的三个中空部分：主体2，其包含用于装置的操作系统及机构；雾化器盒3，其包含可挥发的液体调味剂；以及可消耗单元4，其包含一剂量的在加热时产生气溶胶的颗粒材料。这三个部分可移除地彼此连接，使得雾化器盒3和可消耗单元4可各自彼此断开连接并与主体2断开连接，以允许替换的可消耗单元4和雾化器盒3被装配到主体2。

主体2具有大致圆柱形的形状，其在轴向方向上是细长的并且是扁平的，以便舒适地握持在成年消费者的手中。主体2由两个轴向对准的中空模制部分形成，即上部部分2a和下部部分2b。主体2的上部部分2a具有开口的上端和封闭的下端壁5，它们限定了用于容纳雾化器盒3的凹部。主体的下部部分2b通过上部部分2a的下端壁5与上部部分2a隔离，以提供防火墙。主体2的下部部分2b包含电池、电子电路板、抽吸传感器和这里未示出的其他操作部件，其可以由主体1的一个面中的操作按钮6激活。容纳在主体2的孔口中的电灯指示吸入装置1的操作状态。

雾化器盒3通过进入上主体部分2a中的凹部中的推入配合连接而可移除地连接到主体2，并且在轴向方向上远离主体2朝向雾化器盒3的上出口3a渐缩。雾化器盒3包含填充有可挥发的液体调味剂的贮存器和用于挥发液体的加热元件，可通过操作按钮6控制从主体2中的电池向所述加热元件的电力供应。

可消耗单元4通过进入雾化器盒3的上出口3a的推入配合连接而可移除地连接到雾化器盒3。可消耗单元4的外表面形成裙部，该裙部在轴向方向上朝向蒸气出口7延续雾化器盒3的锥形形状，该蒸气出口成形为舒适地保持在消费者的嘴部中。

如图2A和图2B中所示，可消耗单元4包括烟嘴8和轴向延伸的端部开口的容器9。在该示例中，容器9具有椭圆径向截面。容器9的一端位于烟嘴8的裙部10内，并终止于塞子11，该塞子容纳在互补形状的承口12内，该承口形成在蒸气出口7上游的烟嘴8的内表面上。

烟嘴8可以通过超声波焊接、感应焊接或任何其他合适的方法连接到容器9上。替代性地，烟嘴8和容器9可以例如通过注射成型而一体形成。

在该实施例中与容器9一体模制的内部穿孔筛网13径向延伸跨过容器9，以在蒸气出口7上游的短距离处限定跨过容器9的蒸气可透过的分隔件。如图2B中所示，内部穿孔筛网13延伸跨过容器9的内端。容器9的另一端15从烟嘴8的裙部10突出，并设置有封闭件14。在该示例中，封闭件14呈穿孔筛网的形式。封闭件14例如由网状物或箔或塑料材料的模制件构成。

在替代性示例中，内部穿孔筛网13一体地模制到烟嘴8，并且当烟嘴8和容器9组合时横跨容器9的端部定位。

内部穿孔筛网13和封闭件14限定容器9内的腔室16的端壁，在所述容器中，保持一剂量的颗粒材料。内部穿孔筛网13和封闭件14中的穿孔允许蒸气沿轴向方向向下游通过腔室16朝向烟嘴8和蒸气出口7通过。穿孔的尺寸相对于颗粒材料的颗粒尺寸进行选择，以便防止颗粒从容器9中掉落，或者防止颗粒与吸入的蒸气一起被抽吸到烟嘴8中。

使用时，消费者使用操作按钮6打开吸入装置1，通过烟嘴8抽吸并吸入从吸入装置1中抽吸的蒸气。当被激活时，主体2内的电子系统充分加热吸入装置1中的空气和雾化器盒3中的液体，以引起雾化。加热的空气使来自容器9内的颗粒材料的调味剂挥发，并且还夹带来自雾化器盒3的雾化的液体调味剂。调味剂的组合从而作为用于吸入的气溶胶被输送到消费者。

制造可消耗单元4的方法包括接收图3A中所示的空的可消耗单元，在所述可消耗单元中，腔室16是空的并且不存在封闭件14，使得腔室16的端部15是开口的。如图3B中示意性地示出的，该方法包括通过腔室9的开口端15为腔室16提供一剂量的颗粒材料17，将封闭件14定位在腔室16的端部15上，并且然后将封闭件14固定到容器9。如图3A中所示，容器9包括最初从容器9的端部15轴向突出的多个桩18。封闭件14被容纳在这些桩18之间，并且如图2A和图2B所示，然后桩18被弯曲到封闭件14上以将封闭件14固定到容器9。

具体地，如图3A中所示，限定腔室16的容器9包括端部15，并且桩18从端部15的径向边缘19轴向突出，使得在容器9的端部限定唇缘20。如图2B中所示，封闭件14抵靠唇缘20定位，并且桩18弯曲到封闭件14的外侧上，从而将封闭件14固定到容器9。

如图所示，桩18围绕容器9的径向边缘19间隔开，并且桩18之间的间隙允许它们在没有碰撞的情况下折叠。桩18可具有不同的尺寸(宽度)。较窄的桩18优选地定位在容器9的径向边缘19的具有较小半径的部分处，使得桩18可更容易地弯曲，因为在桩18弯曲的点处将存在较低的应力和应变。

图4示出了用于制造参照图2A至图3B描述的可消耗单元4的设备21的示意图，特别是包括烟嘴8和保持颗粒材料17的容器9的可消耗单元4的示意图。所示的设备21包括用于执行以下方法步骤的设备：

将颗粒材料17配料到可消耗单元4的腔室16中，

将封闭件14定位在可消耗单元4的容器9上，以及

将封闭件14固定到容器9。

如图4中所示，第一步是空的可消耗单元4的输入22。输入22处的可消耗单元4处于图3A中所示的形式。特别地，在入口22处的空的可消耗单元4包括烟嘴8和具有开口端15的容器9。容器9包括如图3A所示的那样突出的桩18，用于在颗粒材料17已经被放置在腔室16中之后固定封闭件14。

在空的可消耗单元4的输入22之后，配料站23向可消耗单元4的腔室16提供一剂量的颗粒材料17。接着，封闭件定位站24将封闭件14定位在容器9的端部15上。然后，封闭件固定站25将封闭件14固定到容器9。特别地，封闭件固定站25将桩18弯曲到抵靠封闭件14上以将封闭件14固定到容器9上，如图2A和图2B中所示。如图2A和图2B中所示，完成具有颗粒材料17的可消耗单元4，并且然后从设备21输出26。

在所述的设备21中，配料站23、封闭件定位站24和封闭件固定站25各自是分开的并且彼此相邻布置，并且可消耗单元4可在站23、24、25之间顺序移动。可消耗单元4可手动移动，或者它们可在输送机上移动。使用输送机可以允许自动化制造。例如，输送机可以是所谓的“智能输送机”，其允许独立控制沿输送机的轨道的各个车辆。这种输送机的示例是Beckhoff的XTS范围的输送机。在使用输送机的示例中，配料站23、封闭件定位站24和封闭件固定站25可被布置成使得可消耗单元4沿直线移动通过配料站23、封闭件定位站24和封闭件固定站25。

在其他示例中，配料站23、封闭件定位站24和封闭件固定站25可围绕放置可消耗单元5的单个位置布置，并且每个站23、24、25可顺序地对可消耗单元4执行其功能。在另外的示例中，站23、24、25中的一个或多个可以组合，使得单个站具有工具以执行参照图4描述的过程中的一个或多个。例如，用于配料站23、封闭件定位站24和封闭件固定站25中的一个或多个的工具可以布置在旋转的转台上，并且可消耗单元4放置在转台下方，其旋转以对准工具的每个部分。

现在将进一步详细描述配料站23、封闭件定位站24和封闭件固定站25中的每一个。

图5A和图5B示出了保持多个可消耗单元4的机器托盘27。机器托盘27在设备21的输入22处设置有多个空的可消耗单元4，并且然后机器托盘27移动通过参照图4所述的设备21，使得可消耗单元4设置有一剂量的颗粒材料17，并且在可消耗单元4保持在机器托盘27中时，封闭件14被定位和固定。

机器托盘27将可消耗单元4保持在直立取向，其中容器9的开口端15竖直向上指向，使得它们可以被提供有颗粒材料17并且封闭件14可以被定位和固定。如图5A中所示，机器托盘27包括一排支撑凹部28，每个凹部的形状被设计成容纳和支撑可消耗单元4。特别地，如图5B中所示，每个支撑凹部28的形状被设计成容纳和支撑可消耗单元4的烟嘴8，使得容器9的开口端15向上指向。

可选地，机器托盘27可以包括一个或多个手柄，用于手动提升和移动机器托盘27。替代性地，如果设备21包括输送机，如前所述，机器托盘27可以安装到输送机上，以便移动通过设备21。机器托盘27可以可拆卸地安装到这种输送机。

图6A和图6B示出了将颗粒材料17配料到可消耗单元4的每个容器9中的配料站23。

配料站23包括机器托盘支撑件29，其包括轨道30以支撑图5A所示的机器托盘27以及多个可消耗单元4。通过将机器托盘27滑动到支撑机器托盘27的相对侧的轨道30上，机器托盘27可以被插入配料站23中。机器托盘支撑件29还包括挡块，当被插入机器托盘支撑件29中时，机器托盘27抵靠该挡块。机器托盘支撑件29确保机器托盘27和可消耗单元4被准确且可靠地定位和支撑在配料站23中。

配料站23可包括确认机器托盘27已正确定位在机器托盘支撑件29上的接近开关。可另外或替代性地设置对准销以确保正确定位。

配料站23还包括可移动搁板31。可移动搁板31经由滑动轴承34可滑动地安装在支柱33上，使得可移动搁板31可相对于机器托盘支撑件29以及相对于机器托盘27和可消耗单元4上下移动。可设置致动器(未示出)以移动可移动搁板31，或者可例如通过手柄32手动地移动可移动搁板31。可移动搁板31定位在机器托盘支撑件29上方。可移动搁板31包括配料机构35，用于将颗粒材料配料到机器托盘27上的可消耗单元4的容器9中，如下面进一步解释的。可移动搁板31可在脱离位置和接合位置之间移动。在接合位置中，可移动搁板31靠近机器托盘27和可消耗单元4，在用于将颗粒材料17配料到容器9中的位置中。在脱离位置中，可移动搁板31与机器托盘27和可消耗单元4间隔开，使得机器托盘27可以插入机器托盘支撑件29或从其移除。

配料站23，尤其是配料机构35，将颗粒材料17同时配料到机器托盘27上的多个容器9中，优选地，配料站23将颗粒材料17同时配料到机器托盘27上的所有容器9中。

图7A-图7C中所示的配料机构35嵌入在可移动搁板31中，在图6A和6B中也可看到。如图所示，配料机构35包括料斗构件36，该料斗构件包括接收颗粒材料17的料斗37。料斗37具有平坦的下壁38，其包括延伸穿过下壁38的开口39的阵列。料斗37中的开口39的阵列对应于保持在机器托盘27中的可消耗单元4的阵列，如图5A中所示。料斗37包括位于开口39之间的倾斜表面40，使得将颗粒材料17引向开口39。如图6B中所示，振动器41可以附接到料斗构件36或可移动搁板31，以振动料斗构件36并确保颗粒材料17不会堵塞或桥接，并促使颗粒材料17移动到开口39中。

料斗37的下壁38是平面的，并且在下壁38的下方是配料器，在该示例中为配料板42。配料板42可滑动地安装，并且可在图7A中所示的位置和图7C中所示的位置之间经由图7B中所示的位置线性滑动。配料板42包括与料斗37中的开口39和机器托盘27中的可消耗单元4的阵列相对应的配料腔43的阵列。图6B中示出了用于移动配料板42的致动器44。致动器44被布置成在配料机构35和可移动搁板31的平面中平行于保持在可移动搁板31下方的机器托盘支撑件29中的机器托盘27移动配料板42。

对准构件45设置在配料板42下方。对准构件45还具有与料斗37中的开口39、配料板42中的配料腔43和机器托盘27中的可消耗单元4的阵列相对应的开口46的阵列。对准构件45中的开口46与机器托盘27中的可消耗单元4的容器9对准，如图7A至图7C中所示。对准构件45在可移动搁板31上处于固定位置，并且不与配料板42一起移动。如图所示，对准构件45中的开口46从料斗37中的开口39偏移。

在优选的实施例中，对准构件45接合可消耗单元4的容器9，特别是容器9的定位有桩18的端部15，如图3A所示。在机器托盘27插入机器托盘支撑件29之后，可移动搁板31可向下移动到接合位置，使得对准构件45接合容器9。对准构件45中的每个开口46的下侧可包括用于接合容器9的凹部。优选地，开口46小于容器9(例如，直径较小)，使得颗粒材料17的流被引导到容器9中并且不会卡在容器9的边缘上。替代性地，对准构件45中的开口46可大于容器9，使得容器9插入开口46中。替代性地，对准构件45在可移动搁板31的接合位置中紧邻容器9定位。

图7A至图7C示意性地示出了配料机构35。将了解的是，板(料斗板36、配料板42、对准构件45)在使用中将彼此邻接，或者板36、42、45将彼此紧密邻接，并且因此将不存在如图7A至图7C中所示的间隙。

现在将描述配料机构35的操作。图7A示出了当机器托盘27和可消耗单元4首先插入到配料站23中时配料板42的初始位置。如上文所解释的，颗粒材料17被放置在料斗37中，并由于重力以及可选地受到振动器41的振动的帮助而向下移动到开口39中。在图7A的初始位置中，通过配料板42防止颗粒材料17离开料斗37中的开口39，因为配料板42中的配料腔43不与料斗37中的开口39对准。

接着，如图7B所示，通过致动器(44，见图6B)移动配料板42，使配料板42中的配料腔43与料斗37中的开口39对准，在该位置中，颗粒材料17可在配料板42中的配料腔43中向下移动，将了解的是，配料板42中的配料腔43将完全被来自料斗37的颗粒材料17填充。来自振动器(41，见图6B)的振动可简化并促进颗粒材料17移动到配料板42的配料腔43中。

一旦配料板42中的配料腔43被颗粒材料17填充，配料板42就被移动到图7C所示的位置。在该位置中，配料板42中的配料腔43与对准构件45中的开口46对准，从而允许颗粒材料17通过对准构件45中的开口46落入容器9中，这样，颗粒材料17被配料到容器9中。

当配料板42从图7C中所示的位置返回到图7A中所示的位置时，它经过图7B所示的位置，并且一些颗粒材料17可能移动到配料板42的配料腔43中。在下一配料过程开始时，配料板42移动到图7B的位置，如上所述。这种布置可以是有利的，因为它确保了当配料板42的配料腔43暴露于料斗37两次以填充颗粒材料17时，将全部剂量的颗粒材料17提供给配料板42的配料腔43。

在替代性布置中，配料板42在图7B所示的位置和图7C所示的位置之间移动，在图7B所示的位置中，一剂量的颗粒材料17被接收在配料腔43中，在图7C所示的位置中，颗粒材料17通过对准构件45中的开口46被传送到可消耗单元4。也就是说，配料板42不必移动到图7A所示的位置。

在一些示例中，配料板42从图7C所示的位置移动一小段距离，然后移动回到图7C所示的位置。这种动作可确保颗粒材料17被抖出或从配料板42中的配料腔43中被敲出。配料板42可被敲击抵靠硬挡块以敲出颗粒材料17。如果颗粒材料17包括烟草，则这种敲击动作是有益的，因为颗粒烟草材料可具有可变的颗粒尺寸、可为粘性的并且可易于结块。

配料板42中的每个配料腔43的体积可与配料到可消耗单元4的每个容器9中的颗粒材料17的体积相匹配。这样，配料板42的一个运动周期向每个可消耗单元4提供所需剂量的颗粒材料17。替代性地，配料板42中的每个配料腔43的体积可以是要被配料到可消耗单元4的每个容器9中的颗粒材料17的体积的一半，并且对于插入到配料站23中的可消耗单元4的每个托盘，配料过程重复两次。在其他示例中，体积可以是三分之一或四分之一，分别需要三或四个剂量。配料板42的厚度可以改变以提供不同的剂量体积。

在一些示例中，配料腔43的尺寸(例如直径)大于料斗37中开口39的尺寸(例如直径)，这可防止配料板42的任何边缘阻碍颗粒材料17流入配料腔43。类似地，对准构件45中的开口46可大于(例如具有更大的直径)配料腔43，使得颗粒材料17从配料腔通过对准构件45中的开口46的流动不会被阻碍。

在一些示例中，开口39、配料腔43和开口46的数量加倍，并且它们以配料板42在图7B所示位置和图7C所示位置之间运动的一半节距布置。这样，有两组开口39、配料腔43和开口46，它们彼此间隔半个节距。因此，当一组开口39、配料腔43和开口46处于图7B所示的位置时，另一组开口39、配料腔43和开口46处于图7C所示的位置。这样，可以在更少的操作中向更多的容器9配料有颗粒材料17。

在配料站23上可以提供检查单元，用于检查机器托盘27中的可消耗单元4。在一个示例中，在配料颗粒材料17之后，当机器托盘27从配料站23移除时，光学扫描系统可以进行横跨机器托盘27的高度测量，并且检查系统可以确定每个容器9中的颗粒材料17的填充高度，以确保足够的颗粒材料17已经被配料到每个容器9中。

图8A和图8B示出了封闭件定位站24，封闭件定位站24将封闭件14定位在每个可消耗单元4上、唇缘20上以及桩18之间，如图3A中所示。

封闭件定位站24包括与上述配料站23的机器托盘支撑件29类似的机器托盘支撑件29。特别地，机器托盘支撑件29包括轨道30，用于支撑图5A所示的机器托盘27以及多个可消耗单元4。机器托盘27可通过将机器托盘27滑动到支撑所述机器托盘27的相对侧的轨道30上而插入到封闭件定位站24内。机器托盘支撑件29还包括挡块，机器托盘27在插入到机器托盘支撑件29内时抵靠该止挡件。机器托盘支撑件29确保机器托盘27和可消耗单元4准确且可靠地定位和支撑在封闭件定位站24内。

封闭件定位站24可包括接近开关，其确认机器托盘27已经正确地定位在机器托盘支撑件29上。可另外或替代性地提供对准销以确保正确定位。

封闭件定位站24还包括类似于配料站23的可移动搁板31的可移动搁板31。特别地，可移动搁板31经由滑动轴承34可滑动地安装在支柱33上，使得可移动搁板31可相对于机器托盘支撑件29以及相对于机器托盘27和可消耗单元4上下移动。致动器47可设置成移动可移动搁板31，或者其可例如通过手柄手动地移动。可移动搁板31定位在机器托盘支撑件29上方。

封闭件定位站24的可移动搁板31包括封闭件定位机构48，其将封闭件14定位在机器托盘27上的每个容器9上，如下面进一步解释的。可移动搁板31可在脱离位置和接合位置之间移动。在接合位置中，可移动搁板31靠近机器托盘27和可消耗单元4，在用于将封闭件14定位在每个容器4上的位置中。在脱离位置中，可移动搁板31与机器托盘27和可消耗单元4间隔开，使得机器托盘27可以插入机器托盘支撑件29中和从其移除。

封闭件14在封闭件支撑腹板50中提供给封闭件定位站24，如图9所示。封闭件支撑腹板50包括支撑结构51和布置成阵列的多个封闭件14。封闭件14例如经由连接凸片可移除地附接到支撑结构51。如图所示，通过将单独的封闭件14推出封闭件支撑腹板50的平面，封闭件14可从封闭件支撑腹板50移除。

优选地，将封闭件14附接到支撑结构51的连接凸片被构造成在封闭件14处而不是在支撑结构51处断开。因此，当封闭件从封闭件支撑腹板50上移除时，连接凸片保留在支撑结构上。在一个示例中，连接凸片在封闭件处比在支撑结构51处窄。

如图10中所示，封闭件定位站24的可移动搁板31包括一起保持封闭件支撑腹板50的支撑表面52和夹具49。可移动搁板31的支撑表面52和夹具49将封闭件支撑腹板50保持在机器托盘27中的可消耗单元4上方的位置中，使得封闭件支撑腹板50中的封闭件14与机器托盘27中的每个可消耗单元4对准。在优选的示例中，可移动搁板31包括当可移动搁板31朝向可消耗单元4移动时与封闭件支撑腹板50中的孔接合的对准销。这可以确保可消耗单元4的封闭件14和容器9之间的对准。

封闭件定位站24还包括冲头53，其被布置成将封闭件14从封闭件支撑腹板50推入可消耗单元4中，如图10中所示。冲头53包括移动冲头头部54的致动器。冲头头部54包括多个突起55，其被布置成与封闭件支撑腹板50中的封闭件14的阵列匹配并且还与机器托盘27中的可消耗单元4的布置匹配的阵列。突起55将封闭件14推出封闭件支撑腹板50并且推入可消耗单元4中。以这种方式，冲头头部54的一次移动可以同时将封闭件14定位在每个所述可消耗单元4中。

在优选的示例中，封闭件支撑腹板50包括两组封闭件14，并且在将一组封闭件14移动到可消耗单元4中之后，移动封闭件支撑腹板50以使另一组封闭件14与可消耗单元4的下一个机器托盘27对准。这具有减少封闭件支撑腹板50需要被更换的次数的优点。

如图10中所示，当致动器使冲头头部54向下朝可消耗单元4移动时，冲头头部54上的每个突起55接触封闭件支撑腹板50中的封闭件14。冲头头部54的移动使封闭件14与封闭件支撑腹板50分离，并将封闭件14推入可消耗单元4中。如前面参照图3A所解释的，每个可消耗单元4的容器9包括限定唇缘20的端面15和从端部15突出的桩18。封闭件14定位在桩18之间，搁置在唇缘20上，如图3A所示。

如图10中所示，可移动搁板31的支撑表面52在冲头头部54的相对侧上在封闭件支撑网状物50下方提供支撑。支撑表面52包括开口56的阵列，以用于当冲头53将封闭件从封闭件支撑腹板50推入可消耗单元4中时单个封闭件14移动通过。优选地，冲头头部54上的每个突起55具有与封闭件14以及支撑表面52中的开口56的尺寸和形状紧密匹配的尺寸和形状，以帮助防止封闭件支撑腹板50和封闭件14在操作期间的挠曲和移动。

如图10中所示，支撑表面52中的每个开口56可包括凹部57，当可移动搁板31处于接合位置时，该凹部接合容器9，特别是桩18。这可以有助于确保封闭件14从封闭件支撑腹板50平滑地移动到可消耗单元4中。

类似于配料站23，如前所述，封闭件定位站24可包括检查单元，用于在从机器托盘支撑件29移除可消耗单元4时检查机器托盘27中的可消耗单元4。如图8A和图8B中所示，扫描仪58可定位在机器托盘支撑件29上方，使得扫描仪58的激光/光学系统可跨机器托盘27进行高度测量，并且检查系统可检查封闭件14在各个容器4中的存在和正确就位。

图11示出了封闭件固定站25。封闭件固定站25通过弯曲桩18而将封闭件14固定到可消耗单元4，如图2A和2B中所示。

该封闭件固定站25包括与配料站23和封闭件定位站24的机器托盘支撑件29类似的机器托盘支撑件29。特别地，机器托盘支撑件29包括轨道30，用于支撑图5A中所示的机器托盘27以及多个可消耗单元4。通过将机器托盘27滑动到支撑机器托盘27的相对侧的轨道30上，机器托盘27可以被插入到封闭件固定站25中。机器托盘支撑件29还包括挡块，当插入到机器托盘支撑件29中时，机器托盘27抵靠该挡块。机器托盘支撑件29确保机器托盘27和可消耗单元4被准确和可靠地定位和支撑在封闭件固定站25内。

封闭件固定站25可包括接近开关，其确认机器托盘27已经正确地定位在机器托盘支撑件29上。可另外或替代性地提供对准销以确保正确定位。

如图11中所示，封闭件固定站25包括压机59。压机59使容器9的桩18弯曲而抵靠封闭件14，以将封闭件14固定到容器9，如图2A和图2B中所示。

如图11中所示，封闭件固定站25包括与配料站23和封闭件定位站24的可移动搁板31类似的可移动搁板31。在该示例中，可移动搁板31包括下面进一步描述的压机59的压头60。可移动搁板31的支柱33和滑动轴承34引导可移动搁板31和压头60，从而确保压头60的可靠和精确的操作。在其他示例中，封闭件固定站25不包括可移动搁板31，并且压头60是独立的部件。

如图11中所示，压机59包括用于竖直地移动压头60的致动器61。压头60具有多个单独的压机，其以与机器托盘27中的可消耗单元4的阵列相匹配的阵列布置。这样，多个或所有可消耗单元4可以同时处理以弯曲桩18并将封闭件14固定到可消耗单元4。

在一个示例中，压头60包括用于执行第一弯曲过程的第一组压机62和用于执行第二弯曲过程的第二组压机63。第一和第二组压机62、63可以分别布置成占据压头60的一半。在替代性的布置中，第一组压机62设置在与第二组压机63分开的站上。

图12示出了使桩18弯曲而抵靠封闭件14的第一组压机62和第二组压机63从左向右移动的顺序。图12示出了当被容纳在封闭件固定站25中时的可消耗单元4，其中桩18向上延伸并且封闭件14被容纳在桩18之间。

如图所示，第一组压机62的第一压机64包括使桩18部分地弯曲的成角度的压面66。特别地，在该示例中，成角度的压面66以45度成角度，使得桩18在第一弯曲过程中弯曲45度。

随后，第二组压机63的第二压机65包括平坦压面67，其使桩18在剩余部分上弯曲以抵靠封闭件14放置并将其固定到容器9。

在两个阶段中弯曲所述桩18的第一和第二组压机64、65的布置有助于确保桩18可靠地弯曲而不会使它们断裂。

在一些示例中，第一和/或第二压机64、65被加热，或者整个压头60被加热，以便于桩18的弯曲。在封闭件14是金属的或者包括金属的一些示例中，感应加热系统可以被布置成使封闭件14加热，这又加热容器9的周围部分，包括桩18。将了解的是，这取决于容器9和桩18的材料。例如，如果桩18由热塑性塑料制成，则被加热的压机可以便于弯曲过程。

图13示出了一种替代性压机，其中第一压机68和第二压机69同心地布置。如图所示，在该示例中，第一压机68具有成角度的压面70和中心孔71。在中心孔72内的是可以在孔71内移动的第二压机69。这样，如图所示，第一压机68可以首先被移动以通过成角度的压面70开始桩18的弯曲。随后，第二压机69可以移动以使桩18抵靠封闭件14弯曲，以将封闭件固定到容器9。

在图13的布置中，压头60可以包括第一板和第二板，第一板包括形成第一压机68的突起和形成第一压机68的孔71的开口，第二板可以包括形成第二压机69的延伸穿过第一板中的开口的突起。第一和第二板可以彼此相邻布置，并且单独的致动器可以移动第一和第二板以执行图13中所示的过程。在该示例中，所有的可消耗单元4可以由单个封闭件固定站25同时处理。

在一些示例中，第一和第二压机68、69被加热，或者整个压头60被加热，以便于桩18的弯曲。将了解的是，这取决于容器9的材料，特别是桩18的材料。例如，如果桩18由热塑性塑料制成，那么加热的压机可以便于弯曲过程。

在替代性的布置中，封闭件固定站25可以包括用于将封闭件14固定到可消耗单元4的替代性装置。例如，封闭件固定站25可以包括焊接站，诸如超声焊接站，其将封闭件14焊接到可消耗单元4的容器9。在其他示例中，封闭件固定站25可以包括压机，其以压配合将封闭件14推入可消耗单元4的腔室16中，以将封闭件14固定到可消耗单元4的容器9。

与前面所述的配料站23和封闭件定位站24类似，封闭件固定站25可包括检查单元，用于在从机器托盘支撑件29移除机器托盘27中的可消耗单元4时检查所述可消耗单元。特别地，扫描仪可定位在机器托盘支撑件29上方，使得扫描仪的激光/光学系统可跨机器托盘27进行高度测量，并且检查系统可检查封闭件14在每个容器9中的存在和正确就位以及桩18的存在和正确定位，以确保封闭件14被适当地固定。

在从封闭件固定站25移除时，可消耗单元4的制造完成。然后，可从机器托盘27移除可消耗单元4并继续进行包装和分配过程。机器托盘27可以返回到过程的开始并被重新使用。

将了解的是，配料站23、封闭件定位站24和封闭件固定站25具有许多共同的特征。例如，每个站24、25、26包括机器托盘支撑件29和安装在支柱33上用于竖直移动的可移动搁板31。这允许站23、24、25模块化地布置在较大的设备内，例如包装可消耗单元4的设备和/或组装或形成图3A中所示的空的可消耗单元4的设备。

如本文所用的，术语“可气雾化材料”是指当加热时，可气雾化材料产生气溶胶。例如，可气雾化材料可以是或包含香味基质。香味基质可包含香味，诸如烟草香味或其他香味，和/或可包含甘油或替代甘油或除甘油之外的其他添加剂或增强剂。可以加热含有或不含甘油或其他添加剂的香味基质以产生气溶胶。

可以注意到，通常，气溶胶是空气或另一气体中的微细固体颗粒或液滴的胶体，其中胶体是其中微观分散的不溶性颗粒悬浮在整个另一物质中的物质。另一方面，蒸气是在低于其临界温度的温度下处于气相的物质，这意味着例如蒸气可以通过增加其压力而不降低温度而冷凝成液体。要理解的是，如本文所用，术语气溶胶包括气溶胶和/或蒸气。

如前所述，可气雾化材料可以包括烟草。例如，可气雾化材料可以是颗粒状烟草材料。

如本文所用的，术语“烟草”或“颗粒状烟草材料”是指包括烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草或烟草替代品的材料。颗粒材料还可以包括非烟草材料。在一些示例中，“颗粒材料”是粉末状的，并且在替代示例中，“颗粒材料”通过将材料切碎或切割成较小颗粒而形成。在一些示例中，“颗粒烟草材料”可以包括所谓的“烟丝(cut rag)”，其通过将烟草切碎或切割成小颗粒而形成。

颗粒烟草材料可以通过挤出烟草浆料并将挤出的材料切割成颗粒来生产。

将了解的是，可消耗单元的上述示例可以用在除参照图1描述的吸入装置之外的装置中。例如，吸入装置可以是从颗粒材料释放化合物而不燃烧的装置，诸如烟草加热产品。在一个实施例中，吸入装置是通过加热但不燃烧例如颗粒材料的基质材料来释放化合物的加热装置。颗粒材料可以是例如烟草或其他非烟草产品，其可以含有或不含有尼古丁。在一个实施例中，吸入装置是烟草加热装置。

在另一实施例中，烟草工业产品是混合系统，用于通过加热但不燃烧基质材料的组合，例如雾化器盒的内容物和可消耗单元中的颗粒材料，来产生气溶胶。雾化器盒中的基质材料和可消耗单元中的颗粒材料可包括例如固体、液体或凝胶，其可包含或不包含尼古丁。在一个实施例中，所述混合系统包含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，其可以包含或不包含尼古丁。在一个实施例中，所述混合系统包括液体或凝胶基质和烟草。

为了解决各种问题并推进现有技术，本公开的整体通过说明的方式示出了各种实施例，其中所要求保护的发明可以被实践并且提供了用于制造与吸入装置一起使用的可消耗单元的优良方法和设备。本公开的优点和特征仅是实施例的代表性样本，并且不是穷举的和/或排他的。它们仅被呈现以帮助理解和教导所要求保护的特征。要理解的是，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物的限制，并且可以利用其他实施例并且可以进行修改而不脱离本公开的范围和/或精神。各种实施例可以适当地包括所公开的元件、部件、特征、部分、步骤、装置等的各种组合，由其组成，或基本上由其组成。此外，本公开包括目前未要求保护但将来可能要求保护的其他发明。

Claims (32)

1.一种同时制造用于与吸入装置一起使用的多个可消耗单元的方法，所述方法包括：

提供一剂量的可气雾化材料至所述可消耗单元的多个容器中的每一容器，其中在配料站中，所述容器容纳在机器托盘中并且所述机器托盘容纳在机器托盘支撑件的预定位置中；

将封闭件定位在所述容器的每个端部上，所述容器容纳在所述机器托盘中并且已经提供有一剂量，并且其中所述机器托盘在封闭件定位站中容纳在机器托盘支撑件的预定位置中；以及

将封闭件固定到容纳在所述机器托盘中的每个容器，其中所述机器托盘在封闭件固定站中容纳在机器托盘支撑件的预定位置中；

其中，所述配料站、所述封闭件定位站和所述封闭件固定站中的至少一者包括其上设置有工具的搁板，所述工具能够操作以为所述容器提供一剂量、将封闭件定位在所述容器的端部上和/或将所述封闭件固定到所述容器，所述方法包括操作在所述配料站、所述封闭件定位站和所述封闭件固定站中的至少一者上的致动器以使所述搁板或所述机器托盘中的一者相对于所述搁板或所述机器托盘中的另一者移动进入接合位置以实现所述工具的操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括将所述机器托盘从所述配料站移动到将封闭件定位在每个容器的所述端部上的所述封闭件定位站。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法包括将所述机器托盘从所述封闭件定位站移动到将所述封闭件固定到所述容器的所述封闭件固定站。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中移动所述机器托盘包括在输送机上输送所述机器托盘。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，向所述容器提供一剂量的可气雾化材料包括将预定体积的可气雾化材料配料到所述容器中。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述可气雾化材料包括颗粒材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述颗粒材料是烟草。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述封闭件包括网状物。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述容器包括多个桩，并且其中将所述封闭件固定到所述容器上包括使所述多个桩变形以将所述封闭件固定到所述容器上。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述容器与所述封闭件相对的端部包括筛网，并且其中所述可消耗单元包括烟嘴，所述烟嘴被设置成使得蒸气能够从所述容器经由所述筛网流到所述烟嘴。

11.一种用于制造与吸入装置一起使用的多个可消耗单元的设备，所述设备包括：

构造成向所述可消耗单元的多个容器提供可气雾化材料剂量的配料站，所述多个容器被容纳在机器托盘中；

封闭件定位站，其被构造成将封闭件定位在所述容器的端部上，所述容器被容纳在所述机器托盘上并且已经提供有一剂量；以及

封闭件固定站，所述封闭件固定站被构造成将所述封闭件固定到被容纳在所述机器托盘中的所述容器，

其中所述配料站、所述封闭件定位站和所述封闭件固定站均包括用于在预定位置中支撑机器托盘的机器托盘支撑件，

其中，所述配料站、所述封闭件定位站和所述封闭件固定站中的至少一者包括其上设置有工具的搁板，所述工具能够操作以为所述容器提供一剂量、将封闭件定位在所述容器的端部上和/或将所述封闭件固定到所述容器，至少一个站还包括致动器，所述致动器被布置成使所述搁板或所述机器托盘中的一者相对于所述搁板或所述机器托盘中的另一者移动进入接合位置以实现所述工具的操作。

12.根据权利要求11所述的设备，还包括输送机，所述输送机被布置成在所述配料站、所述封闭件定位站和所述封闭件固定站中的至少两者之间输送所述机器托盘。

13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述搁板安装在至少一个轨道上，并且其中，所述搁板能够沿着所述至少一个轨道移动以相对于所述机器托盘移动所述工具。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其中，所述配料站包括搁板和工具，所述工具包括配料机构，所述配料机构能够操作成向所述容器提供所述剂量的可气雾化材料。

15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述配料机构包括用于容纳可气雾化材料的料斗以及包括配料腔的可移动配料器，其中，所述配料器构造成在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述可气雾化材料能够从所述料斗移动到所述配料腔中，在所述第二位置中，所述可气雾化材料能够从配料腔移动到所述容器中。

16.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其中所述封闭件定位站包括搁板和工具，所述工具包括冲头，所述冲头构造成将所述封闭件与封闭件支撑腹板分离并且使所述封闭件朝向所述容器移动。

17.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其中所述封闭件固定站包括搁板和工具，所述工具包括压机，其中所述容器包括从所述容器突出的多个桩，并且其中所述压机被构造成使所述多个桩变形以将所述封闭件固定到所述容器。

18.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其中，所述可气雾化材料包括烟草。

19.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其中，所述封闭件包括网状物。

20.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，其中，所述容器与所述封闭件相对的端部包括筛网，并且其中所述可消耗单元包括烟嘴，所述烟嘴设置成使得蒸气能够流过所述容器和所述烟嘴。

21.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，还包括检查站，所述检查站被布置成检查以下中的一者或多者：

所述容器中的可气雾化材料的剂量；

所述封闭件是否定位在所述容器的端部上；和/或

所述封闭件是否固定到所述容器。

22.一种根据权利要求1至10中任一项所述的方法制造的可消耗单元。

23.一种使用根据权利要求11至21中任一项所述的设备制造的可消耗单元。

24.一种用于与吸入装置一起使用的可消耗单元，所述可消耗单元包括保持一剂量的可气雾化材料的容器和覆盖所述容器的端部的封闭件，并且其中所述容器包括多个桩，所述多个桩被变形以将所述封闭件固定到所述容器。

25.根据权利要求24所述的可消耗单元，其中所述多个桩抵靠所述封闭件弯曲。

26.根据权利要求24或权利要求25所述的可消耗单元，其中所述容器包括边缘，并且其中所述封闭件固定在所述边缘和所述多个桩之间。

27.根据权利要求24或25所述的可消耗单元，其中所述封闭件包括网状物。

28.根据权利要求24或25所述的可消耗单元，还包括烟嘴。

29.根据权利要求28所述的可消耗单元，其中所述容器的与所述封闭件相对的端部包括筛网，使得蒸汽能够从所述封闭件流过所述可消耗单元，流过所述容器，流过所述筛网，并进入所述烟嘴。

30.根据权利要求29所述的可消耗单元，其中所述筛网包括网状物。

31.根据权利要求24或25所述的可消耗单元，其中所述可气雾化材料包括烟草。

32.根据权利要求24或25所述的可消耗单元，其中所述可气雾化材料包括颗粒材料。

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