CN1883321A - 切向分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种切向空气－烟草材料分离器(1)，它包括至少一个用于空气－烟草材料流(4)的输入管道(5)、至少一个用于所分离的烟草材料(2)的排出孔(7)和至少一个空气排出装置(8、8′)。本发明还涉及一种烟草加工业的设备、尤其是制烟机。按照本发明的空气－烟草材料分离器(1)如此进行改进，所述至少一个空气排出装置(8、8′)是伸进切向分离器(1)的并终结在切向分离器(1)里面的管。

Description

切向分离器

技术领域

本发明涉及一种切向空气-烟草分离器，它包括至少一个用于空气-烟草材料流的输入管道、至少一个用于所分离的烟草材料的排出孔和至少一个空气排出装置。本发明还涉及一种烟草加工业的设备，尤其是一种制烟机。

背景技术

在烟草加工过程中经常使烟草与输送空气例如在处理后通过一个电热干燥器分离。为此可以使用一种切向分离器。

为了制造香烟，从储存容器或者烟草库通过一个管道系统向制烟机供给烟草。烟草通过抽吸空气流输送，空气流由一个抽气机产生并通过制造设备的入口区作用于管道系统中。设备的入口区一般含有一个分离器。

在烟草材料或烟草纤维进入制烟机之前，用于输送的空气必须与烟草纤维流或烟草材料流分离。这个分离过程在分离器中进行。在通过分离器之后脱离空气的烟草材料到达制造设备的分配器中。在抽气机与分离器空气出口之间通过一个闸板实现提供给制烟机的烟草量的调节，即通过调节用于烟草的输送空气量实现这种调节。

由欧洲专利EP 0 501 910 B1和EP 0 655 402 B1公开了具有两个对置的空气抽吸管的切向空气-烟草分离器。这些分离器具有缓慢旋转的抽吸滚筒，其中通过吸孔或吸缝的布置产生抽吸作用，其横截面在抽吸滚筒的轴向上是变化的。通过吸孔横截面在抽吸滚筒中的分布调节气流分布，分离器的分离度取决于气流的分布。

在这两个专利中抽吸滚筒由圆形横截面的同样缓慢旋转的由非常精细的金属格栅制成的空心圆柱体包围，该格栅作为筛网使用并且防止由于吸入到抽吸滚筒里面而损失烟草材料。但是烟草粉尘还是可以通过筛网滚筒与抽吸空气一起进入到空气-抽吸管道里面。

这种筛网滚筒旋转地或静止地具有或没有清洁作用地构成。没有清洁作用的筛网滚筒可能污染。静止的筛网滚筒在整个圆周上的清洁是困难的。对于旋转的筛网滚筒，圆周的密封、尤其是在高温下是有问题的。此外可能需要将含有细微烟草粉尘的抽吸空气通过旋风分离器进行附加地除尘。

发明内容

由现有技术出发本发明的目的是提供一种切向空气-烟草材料分离器，在该分离器中能够实现烟草材料的均匀分布并且在该分离器中不产生净化筛网滚筒以及附加地净化抽吸空气的问题。

这个目的通过一种切向空气-烟草材料分离器得以实现，它包括至少一个用于空气-烟草材料流的输入管道、至少一个用于所分离的烟草材料的排出孔和至少一个空气排出装置，其中所述至少一个空气排出装置是伸进切向分离器的并终结在切向分离器里面的管。

本发明的基本构思是，与具有常见的抽吸管的切向分离器不同来自空气-烟草材料流的空气的抽吸在分离器中不是在切向分离器的整个宽度上进行。而是局部地在由构造成管或由潜管的空气排出装置的空气入口上抽吸空气。

由于对于切向分离器通常切向地将空气-烟草材料流导入到基本圆柱形的分离器里面，因此在分离器中形成空气涡流，在其中心抽吸空气。在靠近按照本发明的空气排出装置的空气入口处形成一个特别不均匀的空气流流场。非常不均匀的流场显示出快速空气流的窄小曲线半径，与空气分子相比更沉重且惯性更大的烟草颗粒和烟草粉尘颗粒不能跟随该空气流。通过这种方法实现高的分离度。

如果设置两个空气排出装置，这种效果得到进一步强化，在空气排出装置中分别抽吸空气，空气排出装置由对置的侧壁伸进分离器并且在其间只敞开一个特别窄的缝隙。由此形成一个围绕基本上圆柱形的分离器的旋转轴线旋转的空气流场，在其中空气快速地从侧壁以一个围绕管形的空气排出装置的紧密螺旋轨迹在空气排出装置之间的空隙方向上运动。使烟草材料颗粒和烟草粉尘颗粒从快速的螺旋轨迹中脱离漩流，由此使抽吸的空气绝大部分没有烟草粉尘。

在典型的空气-烟草分离器中在分离的烟草材料从排出孔又排出分离器之前，切向导入的空气-烟草材料流在分离器的外壁上沿着一个四分之一至四分之三圆运动。因此在按照本发明的分离器的一种优选的改进方案中所述至少一个空气排出装置的端部为了形成非对称的空气抽吸倾斜地构成。在空气抽吸中的非对称可以最佳地适配于分离器中的空气-烟草材料流的非对称，由此可以使空气非常有效地从空气-烟草材料流中吸出。

为了使气流在按照本发明的分离器中的分布能够适配于空气-烟草材料流在分离器中的分布，所述至少一个空气排出装置最好围绕一个旋转轴线可旋转地支承。此外有利的是设置一个用于使所述至少一个空气排出装置旋转的驱动机构。通过空气排出装置围绕旋转轴线的可旋转性能够使流动特性适配于不同的生产条件，如烟草种类、烟草流、温度等。

所述空气排出装置也可以通过驱动机构连续地旋转。这对于倾斜截切的空气排出装置的端部是有利的，防止形成可能不利的静止的空气流分布或者由于形成旋转的空气流分布进一步改善分离度。必要时可以使旋转频率适配于后接的继续输送或继续加工的重复过程的频率。

如果所述至少一个空气排出装置在轴向上是可以移动的，则有利地实现按照本发明的分离器的进一步灵活性。在一个空气排出装置的情况下可以使抽吸点在切向分离器中变化，由此使空气流动特性适配于外部条件并且尤其可以影响烟草材料在排出孔上的分布。

在多个空气排出装置的情况下通过空气排出装置的轴向可移动性或移动可以可变地调节空气排出装置之间的空隙宽度和位置。通过这种措施可以使空气流动特性在切向分离器中灵活地适配于外部条件。尤其是由此可以实现烟草材料在出口中的均匀分布，即，除了旋转的空气流分量以外还产生一个轴向的空气流分量，通过它使烟草材料也轴向分布在切向分离器里面。

如果有利地在所述至少一个空气排出装置的空气进入孔上设置一个筛网、一个格栅和/或一个粉尘过滤器，则能够阻止即使很少量的吸入的烟草粉尘进入空气排出装置，由此无需对吸入的空气附加地进行除尘。

尤其对于旋转或轴向可移动的空气排出装置有利的是，所述至少一个空气排出装置在到切向分离器的通道中通过密封件密封，用于防止空气或烟草粉尘从分离器中排出。这一点例如通过密封箱-填料(Stopfbuchs-Packung)实现，在其中将软的材料填到分离器外壳的一个环室里面然后轴向挤压到一起。在轴向挤压时环形的填料径向膨胀并且紧密地顶靠在空气排出装置和密封箱的孔上。这种密封箱-填料目前由尼龙、玻璃纤维、聚四氟乙烯、石墨纤维或膨胀石墨制成。密封箱-填料是结实的并且具有一个中等的泄漏率。烟草粉尘不能通过该密封箱-填料。作为替代方案也可以使用例如O形密封件。

一种按照本发明的切向空气-烟草流分离器的优选结构方案是设置至少两个空气排出装置。通过这种措施得到空气流动特性在切向分离器中的调节性的更加灵活性和一个高的分离度。

如果在这种情况下有利地使所述两个空气排出装置纵轴向对齐地设置，则在切向分离器中得到一种通过缝隙式空隙中断的管道的形状，其中空隙或者中心地或者偏心地设置在分离器中。对于具有直线端部的空气排出装置空隙直线地延伸。对于倾斜设置的端部空隙在两个空气排出装置相应旋转时或者倾斜地以保持相同的端部间距延伸(在旋转180°时)，或者直线地以交变的端部间距延伸(在旋转0°时V形)，或者是无规则地延伸(对于其它的旋转角度)。

在两个空气排出装置纵轴向对齐设置的情况下在切向分离器中形成的流动特性是这样的，空气与烟草材料首先切向沿着分离器的外壁运动。由于在分离器中心的抽吸，在外壁上在分离器侧壁方向上添加一个纵轴向分量。在切向分离器的基本圆柱形外壁上的称为所谓的“表面流”的空气流轴向分量一起在轴向影响烟草材料的均匀分布。

在分离器的外侧壁上空气与更轻小的烟草粉尘颗粒螺旋形地朝着空气排出装置的方向运动。在靠近管形空气排出装置处空气以一个紧密且快速的螺旋运动运动到空气排出装置的空气入口。对于这种围绕管形空气排出装置的快速螺旋运动也使小的烟草粉尘颗粒通过离心力离心地向外离开空气排出装置，由此使通过空气排出装置之间的空隙抽吸的空气几乎完全没有烟草材料颗粒，也没有烟草粉尘颗粒。

在按照本发明的切向分离器的一种优选的改进方案中为所述至少两个空气排出装置设置一个公共的空气排出系统。在公共的空气排出系统中通过所述至少两个空气排出装置抽吸的空气流合并到一起并且必要时共同附加地进行除尘。由此实现空气排出系统的显著简化。

如果为每个空气排出装置设置一个控制部件，用于控制流过空气排出装置的空气流，则在一个公共的空气排出系统的情况下也能够使通过所述至少两个空气排出装置抽吸的空气流相互独立地调节。由此也实现在切向分离器中的空气流动特性对于特性、尤其是烟草类型、烟草量或烟草在烟草排出孔中的分布的适配性的进一步灵活化。

为了使烟草材料更加均匀地分布在切向分离器的出口，所述切向分离器的宽度向着至少一个用于烟草材料的排出孔逐渐收缩。所述切向分离器宽度的逐渐收缩具有另一优点，由此能够实现更有效的空气抽吸，使烟草材料在向着切向分离器中的排出孔的路径上进一步压实。通过在按照本发明的切向分离器中空气流动特性的灵活调节性也使烟草材料在出口的均匀性实现最佳的调节，尽管切向分离器的宽度向着排出孔逐渐收缩。

如果所述至少一个用于烟草材料的排出孔设置在切向分离器的最下部，则有利地使重力在烟草材料从切向分离器中排出时一起起作用。由此一方面使空气抽吸的全部作用发生在切向分离器中。另一方面避免烟草材料在切向分离器的上升平面上的回堵。

所述至少一个用于烟草材料的排出孔以有利的方式横向于烟草输送方向延伸。通过这种措施可以使在切向分离器的整个宽度上输送的烟草材料有效且完全地从切向分离器中排出。

所述至少一个用于烟草材料的排出孔的宽度优选对应于在所述至少一个用于烟草材料的排出孔处的切向分离器的宽度。如果切向分离器的宽度无缝地过渡到排出孔的宽度，则烟草材料不会受到凸起或其它障碍物的滞留。这一点对于切向分离器的宽度向着排出孔逐渐收缩的情况也是有利的。

按照本发明的空气-烟草材料分离器的排出孔最好通道式地构成。这意味着，所述排出孔不仅是尤其圆柱形的切向分离器外壁中的简单开孔，例如铣削缝隙，而且尤其设置在烟草材料的一个继续输送或继续加工的方向上的切向分离器的一个隆起的端部上。该隆起形成使烟草材料输送到排出孔的通道。由此避免烟草材料由于惯性跃过排出孔并保留在切向分离器里面。所述通道尤其具有切向分离器的整个宽度。所述切向分离器的外壁优选光滑地过渡到通道或隆起中。

在所述用于烟草材料的排出孔上最好设置一个用于防止漩流的导板。该导板按照本发明至少局部地在空出一个开孔或缝隙的条件下覆盖通到用于烟草材料的排出孔的隆起或通道，通过开孔或缝隙使烟草材料在排出孔的方向上进入隆起或通道并最后进入排出孔。所述导板以有利的方式衔接尤其基本上圆柱形的切向分离器的外壁，由此使从空气-烟草材料流分离的空气保留在切向分离器里面并且避免在排出孔的位置上形成漩流，它可能导致排出的烟草材料分布中的不均匀性。

这一点与铣削缝隙相比具有另一优点，尽可能保持表面流。尤其对于横向于空气流动方向设置的铣削缝隙，其下游的侧面是凸起的，即伸进分离器里面，使来自表面流的空气排出并因此中断表面流。

按照本发明的切向分离器有利地由此得到进一步改进，设置一个用于继续输送或继续加工所分离的烟草材料的装置，其连接在用于烟草材料的排出孔上。通过这种措施可以使脱离输送空气的烟草材料直接继续输送或继续加工。

为了使所述切向分离器与后接的制烟机在气动技术上隔离，优选连接在至少一个用于烟草材料的排出孔上设置一个叶轮闸门。在叶轮闸门中使叶轮室依次以来自切向分离器的烟草材料充满。当一个叶轮室完全充满时，使叶轮继续运动一个叶轮室，直到充满的叶轮室最终到达叶轮闸门的一个排出孔处，通过该排出孔使烟草材料从叶轮闸门的叶轮室给到一个用于继续输送或继续加工的装置中。对于可旋转的空气排出装置可以使其旋转速度适配于叶轮闸门的叶轮旋转速度。由此可以例如使空气排出装置的旋转与叶轮以一个叶轮室的向前运动同步。所述空气排出装置也可以在相同的时间间隔中执行整数倍数的旋转圈数。

如果可以通过负压对叶轮闸门的至少一个叶轮室加载，则由此得到一种有利的改进方案，因为叶轮闸门的叶轮室在以烟草材料加载之前能以负压加载并在向着切向分离器打开叶轮室时平衡叶轮室的负压，使叶轮室特别有效且均匀地以烟草材料加载。

在按照本发明的切向分离器的一种有利结构方案中，所述至少一个用于空气-烟草材料流的输入管道的宽度对应于在用于空气-烟草材料流的输入管道上的切向分离器的宽度。通过这种措施使空气-烟草材料流在进入切向分离器时已经具有切向分离器的宽度，由此不仅能够实现特别有效的空气抽吸，而且也能够从按照本发明的分离器的排出孔中均匀地排出烟草材料。

本发明的目的也通过一种烟草加工业的设备、尤其是制烟机得以实现，它具有一个按照本发明的切向分离器。此外这个目的通过一种尤其具有电热干燥器的烟草加工机得以实现，其中设置一个按照本发明的切向分离器。

附图说明

下面不限制总的发明构思地参考附图根据实施例详细描述本发明，其中对于所有在文字中未详细描述的按照本发明的细节请详细参考附图。附图中：

图1简示出一个按照本发明的空气-烟草材料切向分离器的侧视截面图；

图2简示出一个按照本发明的具有一个空气排出系统的空气-烟草材料分离器的正视图；

图3简示出一个按照本发明的空气-烟草材料分离器的三维视图。

具体实施方式

图1示出一个按照本发明的切向空气-烟草材料分离器1的侧视截面图。空气-烟草材料流4沿箭头方向通过输入管道5切向进入到一个基本上圆柱形的切向分离器1里面。在切向分离器1的外壁上使空气-烟草材料流4或烟草材料2沿输送方向6向着烟草材料2的排出孔7的方向滑移。在从输入管道5到排出孔7的运动过程中将空气3从空气-烟草材料流4中吸出。

所述切向分离器1在最下部具有一个隆起，用于形成烟草材料2朝着排出孔7的方向流动的通道。由一个导板21接续圆柱体形状，由此使循环的空气3在分离器1中沿空气流19的方向继续运动。所述导板21可以由筛网或格栅构成。此外也可以省去导板21。

在切向分离器1中设置一个潜管形式的具有空气进入孔9的空气排出装置8，通过空气进入孔9将空气3从分离器1中吸出。为了隔离烟草粉尘在空气进入孔9上可以设置一个细眼筛网16和/或一个粉尘过滤器。通过将空气排出装置8中心地设置在分离器1中形成一个旋涡式的空气流19，它使细的烟草粉尘颗粒通过离心力向外挤压并与空气-烟草材料流4或烟草材料2在分离器1的外壁上重新聚合，由此使通过空气排出装置8吸出的空气3尽可能没有烟草材料2和烟草粉尘。

设置一个具有叶轮室23的叶轮闸门22，其连接在切向分离器1的用于烟草材料2的排出孔7上，烟草材料2填充到叶轮室。该叶轮闸门沿箭头方向旋转到一个出口，由该出口将烟草材料2为了继续输送或继续加工给到一个未示出的装置上。在给出烟草材料2以后并在由切向分离器1的排出孔7接收新的烟草材料2之前使叶轮室23通过一个负压管道24以负压加载，由此在排出孔7上辅助以烟草材料2加载叶轮室23。

在图2中以正视截面图简示出一个按照本发明的空气-烟草材料分离器1。通过一个输入管道5将空气-烟草材料流4切向导入到分离器1中。该分离器1的宽度在下部向着烟草材料2的排出孔7逐渐收缩。在烟草材料2的排出孔7上连接一个叶轮闸门22，通过它使与空气3分开的烟草材料2继续输送。

同样还示出两个潜管式的空气排出装置8、8′，它们具有倾斜的端部10、10′和椭圆形的空气进入口9、9′。这些空气排出装置8、8′可旋转并可轴向移动地支承在切向分离器1的侧壁中。通孔位置通过密封件17、17′密封。该空气排出装置8、8′的轴向移动和旋转的方式通过箭头13、13′、14、14′表示。围绕旋转轴线11、11′实现空气排出装置8、8′的旋转，旋转轴线在按照图2的示例中是共线的。通过空气排出装置8、8′的轴向移动13、13′和旋转14、14′也可以调节空气排出装置8、8′之间的空隙15的宽度和形状。为了空气排出装置8、8′的运动13、13′、14、14′设置驱动机构12、12′。

在衔接到空气排出装置8、8′上的空气排出系统18的管道中设置控制部件20、20′，通过它们可以单独调节通过空气排出装置8、8′吸出的空气量。通过空气排出装置8、8′的气流19、19′在公共的空气排出系统18中汇流并排出。

在图3中简示出一个按照本发明的空气-烟草材料分离器1的三维视图，它具有一个叶轮闸门22。可以看到一个基本上圆柱形的分离器1的基体，它向着具有叶轮室23的叶轮闸门22的方向逐渐收缩，更确切地说不仅在宽度上而且在深度上都收缩。由此使烟草流2到排出孔7的运动通道化。用于烟草材料2的排出孔7是从切向分离器1到叶轮闸门22的过渡部分。

在图3所示的实施例中这样构成用于空气-烟草材料流4的输入管道5，使得该输入管道5的宽度向着切向分离器1的方向上加宽。同样示出具有倾斜端部10、10′的空气排出装置8、8′，其中空气排出装置8、8′的空气进入口9、9′是椭圆的。

所述空气排出装置8、8′穿过切向分离器1的基本上圆柱形的腔室的侧壁。在通过位置中可以设置密封件17、17′，例如密封箱-填料。

所述空气排出装置8、8′可以围绕一个公共的旋转轴线11、11′相互独立地旋转。在空气排出装置8、8′之间有空隙15，当空气排出装置8、8′可以轴向移动时，其宽度是可以调节的。

所述管形的空气排出装置8、8′通过其多自由度构成一个可灵活调节的空气排出系统，通过它可以使切向分离器1中的空气流动特性灵活且精确地适配于变化的外部特性，如烟草种类、烟草量、温度。由此可以实现所排出烟草材料2的高分离度和良好的均匀性。通过在切向分离器1中构成的空气流漩流场，其中空气流在空气排出装置8、8′的位置上快速地以一种螺旋形运动从侧壁向着空气排出装置8、8′之间的空隙15运动，使吸出的空气3非常有效地与最小的烟草粉尘颗粒分离，由此一般不必进行再清洁或者使用用于净化抽吸空气的筛网。

附图标记列表

1       切向分离器

2       烟草材料

3       空气

4       空气-烟草材料流

5       用于空气-烟草材料流的输入管道

6       输送方向

7       用于烟草材料的排出孔

8、8′  空气排出装置

9、9′  空气进入口

10、10′空气排出装置的端部

11、11′空气排出装置的旋转轴线

12、12′驱动机构

13、13′空气排出装置的轴向移动

14、14′空气排出装置的旋转

15      空气排出装置之间的空隙

16      筛网

17、17′密封件

18      空气排出系统

19、19′空气流

20、20′控制部件

21      导板

22      叶轮闸门

23      叶轮室

24      负压输入装置

Claims (23)

1.切向空气-烟草材料分离器(1)，包括至少一个用于空气-烟草材料流(4)的输入管道(5)、至少一个用于所分离的烟草材料(2)的排出孔(7)和至少一个空气排出装置(8、8′)，其特征在于，所述至少一个空气排出装置(8、8′)是伸进切向分离器(1)的并终结在切向分离器(1)里面的管。

2.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，所述至少一个空气排出装置(8、8′)的端部(10、10′)为了形成非对称的空气抽吸而倾斜地构成。

3.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，所述至少一个空气排出装置(8、8′)围绕一旋转轴线(11、11′)可旋转地支承。

4.如权利要求3所述的切向分离器(1)，其特征在于，设置一个用于使所述至少一个空气排出装置(8、8′)旋转的驱动机构(12、12′)。

5.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，所述至少一个空气排出装置(8、8′)可以轴向移动。

6.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，在所述至少一个空气排出装置(8、8′)的空气进入孔(9、9′)上设置一个筛网(16)、一个格栅或一个粉尘过滤器。

7.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，所述至少一个空气排出装置(8、8′)在到切向分离器(1)的通道中用一密封件(17、17′)密封。

8.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，设置至少两个空气排出装置(8、8′)。

9.如权利要求8所述的切向分离器(1)，其特征在于，两个空气排出装置(8、8′)纵轴向对齐地设置。

10.如权利要求8所述的切向分离器(1)，其特征在于，为所述至少两个空气排出装置(8、8′)设置一个公共的空气排出系统(18)。

11.如权利要求10所述的切向分离器(1)，其特征在于，对于每个空气排出装置(8、8′)设置一个用于控制流过所述空气排出装置(8、8′)的空气流(19、19′)的控制部件(20、20′)。

12.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，所述切向分离器(1)的宽度向着至少一个用于烟草材料(2)的排出孔(7)逐渐收缩。

13.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，所述至少一个用于烟草材料(2)的排出孔(7)设置在切向分离器(1)的最下部。

14.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，所述至少一个用于烟草材料(2)的排出孔(7)横向于烟草输送方向(6)延伸。

15.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，所述至少一个用于烟草材料(2)的排出孔(7)的宽度对应于在所述至少一个用于烟草材料(2)的排出孔(7)处的切向分离器(1)的宽度。

16.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，在所述用于烟草材料(2)的排出孔(7)上设置一个用于防止漩流的导板(21)。

17.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，设置一个用于继续输送或继续加工所分离的烟草材料(2)的装置，其连接在用于烟草材料(2)的排出孔(7)上。

18.如权利要求17所述的切向分离器(1)，其特征在于，设置一个叶轮闸门(22)，其连接在所述至少一个用于烟草材料(2)的排出孔(7)上。

19.如权利要求18所述的切向分离器(1)，其特征在于，可以通过负压对所述叶轮闸门(22)的至少一个叶轮室(23)加载。

20.如权利要求1所述的切向分离器(1)，其特征在于，所述至少一个用于空气-烟草材料流(4)的输入管道(5)的宽度对应于在用于空气-烟草材料流(4)的输入管道(5)处的切向分离器(1)的宽度。

21.具有如权利要求1至20中任一项所述的切向分离器(1)的烟草加工业的设备。

22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，它是一个制烟机。

23.具有电热干燥器和如权利要求1至20中任一项所述的切向分离器(1)的烟草加工设备。

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