CZ296273B6

CZ296273B6 - Zarízení pro rozpínání tabáku a zpusob pro rozpínání tabáku

Info

Publication number: CZ296273B6
Application number: CZ0249797A
Authority: CZ
Inventors: Bowman Poindexter@Dale; Dean Barnes@Russell; Sturdivant Beard@Hoyt; Rowan Guy@Keith; Harris Laurence@Ricky; Eugene Richardson@Harold; Dean Stewart@Tony; Edwin Wilhelm@Douglas
Original assignee: R.J. Reynolds Tobacco Company
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 2006-02-15
Also published as: CN1174000A; BG62994B1; PL185525B1; EP0823220A1; EP0823220B2; CN1085513C; HUP9701368A2; BR9704292A; ES2158412T5; MY124233A; CZ249797A3; AU716804B2; DE69705269T3; TW340790B; BG101804A; CA2212652A1; AU3323697A; UA44299C2; JP4015723B2; HK1005217A1

Abstract

U zarízení pro rozpínání tabáku plynným médiem jedopravní kanál (16) postupne zakriven od vstupu (34) k výstupu (35) a má v bokorysu v podstate tvarpísmene C. Ke vstupu (34) jsou pripojeny prívodníprostredky pro prívod plynného média do dopravního kanálu (16), které obsahují Venturiho sekci (12)s ústím (26), která má Venturiho vstupní trubici (22) a Venturiho výstupní trubici (24), které jsouspojeny v ústí (26), pricemz Venturiho vstupní trubice (22) má v ústí (26) prechod z kruhového prurezu do obdélníkového prurezu. Venturiho výstupní trubice (24) má obdélníkový prurez rozkládající se od ústí (26) ke vstupu (34) dopravního kanálu (16). K prívodním prostredkum pro prívod plynného média jsou pripojeny prostredky pro prívod tabákového materiálu do trubkové Venturiho sekce (12). U zpusobu rozpínání tabáku impregnovaného tuhým oxidem uhlicitým se impregnovaný tabák zavádí do dopravního kanálu (16), do vstupu (34) dopravního kanálu (16) se zavádí ohráté plynné médium s prutokem od 849,48 m.sup.3.n..min.sup.-1.n. do 1019,376 m.sup.3.n..min.sup.-1.n., rychlostí v podstate 40 m.s.sup.-1.n. a teplotou asi 343 .degree.C, plynné médium s unáseným tabákem proudí od vstupu (34) k výstupu(35) po v podstate obloukovité prutocné dráze s nekruhovým prurezem pro vysublimování tuhého oxidu uhlicitého a pro rozpínání tabáku na této prutocnédráze. Rychlost prutoku plynného média a unáseného tabáku se od vstupu (34) k výstupu (35) snizuje a expandovaný tabák se oddelí od plynného média.

Description

(57) Anotace:

U zařízení pro rozpínání tabáku plynným médiem je dopravní kanál (16) postupně zakřiven od vstupu (34) k výstupu (35) a má v bokorysu v podstatě tvar písmene C. Ke vstupu (34) jsou připojeny přívodní prostředky pro přívod plynného média do dopravního kanálu (16), které obsahují Venturiho sekci (12) s ústím (26), která má Venturiho vstupní trubici (22) a Venturiho výstupní trubici (24), které jsou spojeny v ústí (26), přičemž Venturiho vstupní trubice (22) má v ústí (26) přechod z kruhového průřezu do obdélníkového průřezu. Venturiho výstupní trubice (24) má obdélníkový průřez rozkládající se od ústí (26) ke vstupu (34) dopravního kanálu (16). K přívodním prostředkům pro přívod plynného média jsou připojeny prostředky pro přívod tabákového materiálu do trubkové Venturiho sekce (12). U způsobu rozpínání tabáku impregnovaného tuhým oxidem uhličitým se impregnovaný tabák zavádí do dopravního kanálu (16), do vstupu (34) dopravního kanálu (16) se zavádí ohřáté plynné médium s průtokem od 849,48 m³.mm ¹ do 1019,376 m³.mm ’, rychlostí v podstatě 40 m.s'¹ a teplotou asi 343 °C, plynné médium s unášeným tabákem proudí od vstupu (34) k výstupu (35) po v podstatě obloukovité průtočné dráze s nekruhovým průřezem pro vysublimování tuhého oxidu uhličitého a pro rozpínání tabáku na této průtočné dráze. Rychlost průtoku plynného média a unášeného tabáku se od vstupu (34) k výstupu (35) snižuje a expandovaný tabák se oddělí od plynného média.

Zařízení pro rozpínání tabáku a způsob rozpínání tabáku

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro rozpínání tabáku plynným médiem, provedeného s dopravním kanálem pro dopravu tabáku plynným médiem, který má vstup a výstup, a způsobu rozpínání tabáku. Vynález se všeobecně týká rozpínání tabáku, které se používá při výrobě cigaret.

Dosavadní stav techniky

Objemové rozpínání tabáku, například řezaného tabáku, za účelem zvýšení jeho plnicího objemu je velmi dobře známo v oblasti průmyslu zpracovávajícího tabák. Jedním způsobem tohoto objemového rozpínání tabáku je jeho impregnace pomocí tekutého oxidu uhličitého (CO₂), pak je tabák nasycený oxidem uhličitým vystaven takovým podmínkám, že v podstatě veškerý oxid uhličitý přejde do tuhého stavu, posléze je odpařen z impregnovaného tabáku a tento je rozepnut. Tento proces je znám v oblasti jeho proces rozpínání tabáku suchým ledem, nebo také „DIET“ proces. Příklad procesu „DIET“ je možné nalézt v patentovém spise US 5259403, který je zde přiřazen asignatářům tohoto vynálezu a jehož popis je zde uveden pouze jako odkaz.

Proces „DIET“ je obvykle prováděn přivedením částí nebo kusů ztuhlého tabáku s oxidem uhličitým do rozehřátého proudu plynu, který je akcelerován Venturiho sekcí. Prohřátý plyn dopravuje tabákový materiál skrze kanál a sublimuje nebo vypařuje tuhý oxid uhličitý, čímž způsobuje rozpínání tabáku. Dopravní kanál, někdy také označovaný jako sublimátor, je obvykle ve formě vertikálního nebo směrem vzhůru skloněného potrubí s válcovitým nebo obdélníkovým průřezem. Části, nebo kusy impregnovaného tabáku jsou strženy proudem do trubice sublimátoru a vystupují tam tak dlouho, dokud není oxid uhličitý zcela vysublimován, nebo odpařen. Za sublimátoru je expandovaný tabákový materiál dopraven do separátoru, například do tangenciálního separátoru, odstředivého separátoru či podobného zařízení, kde dochází k jeho oddělení od horkého proudu plynu, výparů z vlastního tabáku a od prachu.

Podle zařízení, které je popsáno ve výše zmíněném patentovém spise US 5259403, je dopravní kanál nebo sublimátor ve tvaru vertikálně protaženého kanálu, majícího kruhový průřez, který se zvyšuje od menšího průměru na svém vstupu až ke většímu průměru v jeho střední části. Výhodně tato konstrukce zajišťuje sekci sublimátoru se sníženou rychlostí, která zabraňuje dopravě velkých kusů tabákového materiálu impregnovaného tuhým oxidem uhličitým (CO₂) do tangenciálního separátoru.

Další konvenční sublimátorové přístroje pro provádění procesu „DIET“ mají mnoho omezení nebo nedostatků. Například u mnoha sublimátorů často vstupní ventil nebo vzduchotěsná komora, sloužící k zavádění tuhých kusů tabákového materiálu impregnovaného oxidem uhličitým, často umožňuje přístup nadměrně velikých množství materiálu do proudu vyhřátého plynu na vstupu do kanálu a to při relativně malé rychlosti, což vede k nerovnoměrnému rozložení tabákového materiálu v sublimátoru. Špatné rozptýlení a nedostatečné strhávání kusů impregnovaného tabákového materiálu do proudu při jeho vstupu do prohřátého proudu plynu a sublimátoru vede k proměnnému času zpracování a ke změnám v množství potřebného tepla a míry rozepnutí částí tabáku. Jako následek toho některé kusy tabáku ztmavnou a spálí se přehřátím, zatímco jiné jsou světlé a rozepnuté pouze částečně. Tento jev je obzvláště problematický u velkých kusů tabáku, které tíhnou ke spadávání na spodek kanálu, kde je špatný průtok vzduchu a špatná výměna tepla, obzvláště u předchozích konstrukcí přístrojů.

Použití 90° kolen a dalších ohýbaných částí kanálu k minimalizaci plochy podlahy za účelem snížení velikosti prostoru zabraného výrobními stroji pro technologii „DIET“ vede k nadměrně nerovnoměrnému rozložení průtoku ohřátého plynu skrze kanál a k většímu rozlamování částí tabáku z důvodu náhlých změn ve směru proudění v kolenech a díky vlivu usměrňovačích desek.

-1 CZ 296273 B6

Nerovnoměrné rozložení průtoku plynu vede k tryskání nebo naopak k zpožďování, tj. jedna oblast proudu proudí vyšší rychlostí, než oblast druhý, což dále způsobuje významné změny v časech zpracování a nerovnoměrné prohřívání. Nadměrná rychlost proudu plynu rovněž způsobuje rozlamování pramenů tabáku. Některé konstrukce kanálů mají významné recirkulační oblasti plynu, které rovněž nepříznivě ovlivňují časy zpracování tabákového materiálu v sublimátoru.

Aby bylo možné dosáhnout maximální plnicí kapacity nebo plnicího výkonu rozpínaného tabáku v sublimátoru, musí být tuhý tabák impregnovaný oxidem uhličitým rozepnut na nejvyšší možnou míru, nebo toho, že by došlo k přehřátí nebo k nadměrnému rozlámání tabákových proudů. Proto by bylo žádoucí poskytnout sublimátorový přístroj a způsob pro rozpínání tabáku, který by měl maximální plnicí kapacitu bez přehřívání tabáku a s minimálním rozlamováním tabákových pruhů a současně maximalizovat průchodné množství tabáku přístrojem.

Podstata vynálezu

S ohledem na výše uvedená omezení a nevýhody předchozích řešení zařízení, stejně jako s ohledem na další problémy, které výše uvedeny nebyly, je v této oblasti potřeba vylepšení zpracování tabáku při procesu typu „DIET“. Vynález se týká vylepšeného zařízení pro zvyšování plnicí kapacity řezaného tabáku, a to jeho rozpínání procesem „DIET“, jakož i vylepšeného způsobu zvyšování plnicí kapacity řezaného tabáku při jeho rozpínání procesem „DIET“. Zařízení a způsob podle vynálezu odstraňují většinu, ne-li všechny, nevýhod předchozího provedení způsobu zpracování „DIET“ a rovněž zařízení určeného pro tento způsob „DIET“.

Uvedený úkol splňuje zařízení pro rozpínání tabáku plynným médiem, provedené s dopravním kanálem pro dopravu tabáku plynným médiem, který má vstup a výstup, podle vynálezu, jehož podstatou je, že dopravní kanál je postupně zakřiven od vstupu k výstupu a má v bokorysu v podstatě tvar písmene C, přičemž ke vstupu jsou připojeny přívodní prostředky pro přívod plynného média do dopravního kanálu při průtoku od 849,48 nf.mm'¹ do 1019,376 m³.min'¹, které obsahují Venturiho sekci s ústím, která má Venturiho vstupní trubici a Venturiho výstupní trubici, které jsou spojeny s ústí, přičemž Venturiho vstupní trubice má v ústí přechod z kruhového průřezu do obdélníkového průřezu, přičemž Venturiho výstupní trubice má obdélníkový průřez rozkládající se od ústí ke vstupu dopravního kanálu, a přičemž k přívodním prostředkům pro přívod plynného média jsou připojeny prostředky pro přívod tabákového materiálu do trubkové Venturiho sekce.

Uvedený úkol dále splňuje způsob rozpínání tabáku impregnovaného tuhým oxidem uhličitým, podle vynálezu, jehož postatou je, že impregnovaný tabák se zavádí do dopravního kanálu, který má nekruhový průřez a vstup a výstup, do vstupu dopravního kanálu se zavádí ohřáté plynné médium s průtokem od 849,48 m³.min^-1 do 1019,376 m³.min’¹, rychlostí v podstatě 40 m.s.'¹ a teplotou asi 343 °C dostatečnými pro rozpínání tabáku, ve vstupu se unáší plynným médiem v podstatě veškerý impregnovaný tabák, plynné médium s unášeným tabákem proudí od vstupu k výstupu po v podstatě obloukovité průtočné dráze s nekruhovým průřezem pro vysublimování tuhého oxidu uhličitého a pro rozpínání tabáku na této průtočné dráze, rychlost průtoku plynného média a unášeného tabáku se od vstupu k výstupu snižuje a expandovaný tabák se oddělí od plynného média.

Podle znaků zařízení a způsobu podle vynálezu se sestava sublimátoru skládá z obloukovitě prohnutého, obvykle do tvaru písmene „C“ ohnutého kanálu sublimátoru s velkým poloměrem ohnutí. Kanál tvaru „C“ má průřez, který není kruhový, přednostně je tento průřez obdélníkový, s velkým poměrem šířka ku hloubce (W/D-poměr), který je obyčejně asi 5:2. Vysoký poměr W/D výhodně snižuje gradient rychlosti po hloubce obdélníkového průřezu a poskytuje podstatně rovnoměrnější tok skrze sublimátor v jakémkoliv daném průřezu s několika vratnými proudy, pokud se tyto vyskytují vůbec. C-kanál má rovněž postupně rozestupující se (zvětšující se) a pak se opět sbíhající (zmenšující se) hloubku. Tato postupně se zvyšující hloubka způsobu, že dochá

-2 CZ 296273 B6 zí ke snižování rychlosti rovnoměrně a snadno, od obvykle horizontálního spodního kanálu ve vstupu sublimátoru do obvykle vertikální střední části kanálu, čímž je možné se vyhnout dopravě velkých kusů tabákového materiálu do výstupu sublimátoru, ještě před kompletní sublimací tuhého oxidu uhličitého. Od střední sekce hloubka kanálu konverguje nebo se zmenšuje do obvykle horizontální horní sekce kanálu na výstupu tak, aby zrychlovala rozepnutý tabákový materiál a jeho části do tangenciální odstředivky. Velký poloměr částí kanálů sublimátoru má rovněž za následek vyhnutí se přerušení změn směru proudu v zahnutých částech kanálu, obzvláště v kolenech 90°, což způsobuje lámání pruhů tabákového materiálu.

V části umístěné proti směru proudu se nachází Venturiho sekce, nebo se tato nachází na vstupním konci kanálu sublimátoru, a je určena ke zrychlování proudu horkého plynu v sublimátoru. Tato Venturiho sekce zahrnuje dlouhé potrubí zahnuté pod mírným úhlem a určené pro tvarování rychlostního profilu toku plynu tak, aby omýval spodek dolní části kanálu a udržoval velké kusy tabákového materiálu v pohybu kanálem. Venturiho vstupní trubice poskytuje přechod od kruhového průřezu potrubí do nekruhového průřezu, zde přednostně obdélníkového, který je průřezem kanálu sublimátoru.

Přívod tabákového materiálu impregnovaného pevným oxidem uhličitým CO₂ do kanálu se děje pomocí fukaru a nikoli pomocí rotačního vzduchového uzávěru, což bývá běžné u řešení podle předchozích konstrukcí. Fukar je umístěn přímo ve směru po proudu vzhledem k ústí Venturiho sekce, ve kterém je průřez Venturiho sekce minimální. Namísto pouhého spádu tabákového materiálu do Venturiho sekce pomocí gravitace dochází k rotaci u fukaru poměrně vysokou rychlostí tak, že jeho lopatky urychlují impregnovaný tabák, jeho části a kusy, a to směrem napříč skrze celou hloubku proudu horkého plynu, procházejícího skrze Venturiho sekci. To ovlivňuje lépe rozptyl a rozložení tabáku v proudu horkého plynu než je to vůbec možné u gravitačního plnění u rotačního vzduchového uzávěru. Ačkoliv vyšší rychlost otáčení fukaru snižuje množství tabáku postupně zaváděného do Venturiho sekce, ve srovnání s rotačním vzduchovým uzávěrem, tato rychlost zároveň zvyšuje frekvenci každého postupného zavedení tabákového materiálu, takže celkový objem přivedeného tabáku může být udržen shodný, nebo dokonce vyšší, než je tomu u rotačního vzduchového uzávěru.

Z výstupu horní části kanálu procházejí části rozepnutého tabáku do tangenciálního separátoru, kde je oddělen proud horkého plynu od expandovaného tabáku, proud plynu určený k recyklaci skrze systém je poté znovu prohřát na požadovanou procesní teplotu a svlažen vodou, vzduchem či jiným plynem. U dalšího vylepšení podle tohoto vynálezu je na vstupu do tangenciálního separátoru umístěna nastavitelná příčka určená k regulaci rychlosti plynu vstupujícího do tangenciálního separátoru tak, aby udržovala maximální účinnost oddělování expandovaných kusů tabáku od proudu plynu. Nastavitelná příčka je ovládána společně s řízením objemu plynu dodávaného ventilátorem, který vhání horký plyn do vstupu Verturiho sekce sublimátoru.

Výše popsané znaky vynálezu výhodně umožňují vylepšený rozptyl částic a kusů impregnovaného tabákového materiálu a rovnoměrnější průtokovou charakteristiku kanálu sublimátoru. Výsledkem je větší účinnost rozpínání a snížené prohřívání tabákového materiálu a tedy i vyšší výnos rozepnutého tabáku při použití procesu a zařízení podle tohoto vynálezu. Snížené rozlamování tabákového materiálu z důvodu absence náhlých přechodů a změn ve směru toku proudu u zařízení podle tohoto vynálezu snižuje vznik tabákového prachu a snižuje přehřívání tabáku, což vylepšuje výhod rozepnutého tabákového materiálu vycházejícího z tohoto zařízení.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle přiložených výkresů, zjehož vyplynou další výhody a znaky vynálezu, přičemž obr. 1 znázorňuje boční pohled, částečně rozložený, na sublimátor technologie DIET, v provedení podle vynálezu,

-3 CZ 296273 B6 obr. 2 pohled v půdorysu, na sublimátor technologie DIET, a to ve směru od linie 2-2 na obr. 1, obr. 3 průřez kanálem sublimátoru zařízení podle vynálezu, který je zde veden podél linie 3-3 a obr. 1, a obr. 4 průřez kanálem sublimátoru, jenž je zde veden podél linie 4-4 na obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn sublimátor 10 pro technologii DIET v provedení podle vynálezu. Obecně se tento sublimátor 10 skládá z Venturiho sekce 12, tabákového plnicího zařízení 14, z kanálu 16 sublimátoru a tangenciálního separátoru 18, který bude popsán podrobněji dále.

U jednoho specifického provedení tohoto vynálezu dodává plyny o vysoké teplotě do sublimátoru 10 válcovitá vstupní trubka 20, která má průměr asi 711 milimetrů (28 palců). Plyn může být tvořen vzduchem, vodou (párou), oxidem uhličitým a pokud plyn obsahuje recyklovaný a znovuohřívaný plyn z tangenciálního separátoru 18, tak je tvořen i těkavými složkami tabáku. Vhodné plyny pro použití v technologii DIET jsou popsány ve výše uvedeném patentovém spise US 5259403. Rychlost toku plynu s vysokou teplotou u popsaného provedení se může pohybovat od 849,48 m³.min'¹ (30 000 ft³.min'¹) do 1019,376 m³.min'¹ (36 000 fť.min'¹) a přednostně asi na hodnotě 962,744 m³.min‘¹ (34 000 fť.min'¹) s rychlostí plynu na vstupu do Venturiho sekce 12 asi 40 m.s'¹ (8000 f.min'¹).

Jak je nejlépe vidět na obr. 1 a na obr. 2, obsahuje Venturiho sekce 12 rovněž Venturiho vstupní trubici 22 a Venturiho výstupní trubici 24. Vstupní trubice 22 zajišťuje přechod od válcovité vstupní trubky 20 na obdélníkový průřez v ústí 26 Venturiho sekce 12. Obdélníkový průřez v ústí 26 má velký poměr šířky k hloubce (W/D) a u popsaného provedení vynálezu je asi 7:1 pro kanál se šířkou asi 1500 milimetrů. Venturiho vstupní trubice 22 je v podstatě prodloužena v podélné sekci se spodním povrchem 28 vedeným v horizontální rovině. Horní povrch 30 Venturiho vstupní trubice 22 se svažuje směrem dolů pod mírným úhlem asi 9° tak, že horký plyn procházející skrze trubku má malou složku rychlosti dolů umožňující to, že plyn omývá vnitřní povrch 32 dna Venturiho výstupní trubice 24.

Venturiho výstupní trubice 24 Venturiho sekce 12 má přibližně třetinovou délku ve srovnání s Venturiho vstupní trubicí 22, a diverguje od ústí 26 Venturiho sekce směrem k vstupu 34 do kanálu 16 sublimátoru. Spodní povrch 36 výstupní trubky je horizontální rovinný povrch, koplanámí se spodním povrchem 28 Venturiho vstupní trubice 22. Horní povrch 38 Venturiho výstupní trubice 24 diverguje směrem ke vstupu 34 kanálu 16 sublimátoru a to pod úhlem asi 8° směrem vzhůru.

Tabákové plnicí zařízení 14 se skládá z plnicí násypky 40, do které je přiváděn tuhý tabákový materiál impregnovaný oxidem uhličitým a to pomocí dopravníku 421. Množství vertikálních řídicích přepážek 44 je umístěno v této násypce 40 za účelem rozprostření impregnovaného tabákového materiálu po celé šířce násypky 40. Od násypky 40 prochází impregnovaný tabák do směrem dopředu skloněného plnicího skluzu 46, který diverguje směrem ven na plnou šířku Verturiho sekce 12 (podle obr. 2).

Na spodku skluzu 46 je umístěno vzduchové síťové čisticí zařízení, fukar 48, určené k převádění impregnovaného tabáku do Venturiho sekce přímo ve směru po proudu za ústím 26. Vzduchové síťové čisticí zařízení, fukar 48, se skládá z rotační hřídele 50, ke které je připevněno množství radiálních lopatek (nejsou vidět). Hnací motor 52 je napojen na tento hřídel 50, a to s relativně vysokou rychlostí, například asi 70 ot.min'¹, ve srovnání s rotačním vzduchovým uzávěrem. Vzduchové síťové čisticí zařízení, fukar 48, ústí do Venturiho sekce 12 obdélníkovým otvorem na spodní části.

-4CZ 296273 B6

V případě, že je požadováno přerušit dodávku impregnovaného tabáku do Venturiho sekce 12, je připevněna na hřídel 58 na horním konci skluzu 46 rozváděči deska 56. Tato deska 56 může být manuálně otáčena pomocí kliky 60 ve směru proti otáčení hodinových ručiček, jak je ukázáno šipkou, a tímto otočením dojde k odvedení dodávky impregnovaného tabáku do výstupního kanálu 62, určeného pro sběr a recyklaci, pokud je to požadováno.

Vstup 34 do kanálu 16 sublimátoru je propojen s Venturiho výstupní trubicí 24 tak, aby přijímal proud horkého vzduchu, do kterého je strháván impregnovaný tabák. Kanál 16 sublimátoru má nekruhový, přednostně obdélníkový průřez a je obvykle ve tvaru písmene „C“ v bočním pohledu, se středovou osou C, definovanou dvěma velkými poloměry, poloměrem R_x a poloměr Rg, čímž je vytvořen obloukovitě zahnutý průchod. U popisovaného provedení vynálezu jsou tyto poloměry Rg a R₂ asi 381 milimetrů a 229 milimetrů. Kanál 16 sublimátoru se skládá ze tří zpracovacích zón nebo sekcí, jmenovitě z horizontální spodní vstupní sekce 70, poté z vertikální střední sekce 72 a z horizontální horní výstupní sekce 74. Jak je nejlépe vidět na obr. 1, hloubka D kanálu se postupně zvyšuje - diverguje od vstupu 34 ke spoji 76. Od roviny spoje 76 až k výstupu 35 kanálu 16 se hloubka D kanálu opět snižuje - kanál konverguje. Konvergenční hloubka od spoje 76 k výstupu 35 kanálu způsobuje nárůst rychlosti proudu. Jak je jasně vidět z obr. 1, směr toku proudu skrze kanál se mění o 180° v rozsahu od vstupu 34 až k výstupu 35.

Výstup 35 kanálu 16 je spojen se vstupem 78 tangenciálního separátoru 18, který má skříň 79, se šířkou rovnou šířce kanálu 16. Tangenciální separátor 18 má nastavitelnou přepážku 80, rotačně připevněnou přilehle ke vstupu a určenou k nastavování rychlosti toku proudu skrze separátor. Přepážka 80 může být ovládána manuálně nebo může být automaticky nastavitelná ručními či automatizovanými stavěcími mechanismy (nejsou vidět). Rozepnutý tabákový produkt je nucen projít radiálně směrem ven do separátoru a spadnout do výstupního skluzu 82 na dno separátoru

18. Na výstupu z výstupního skluzu 82 dopadá tabákový proud na rotační vzduchový uzávěr 84, ze kterého je přemístěn na krytý dopravník 86, na kterém vychladne před dalším zpracováním. Výstupní skluz 28 má 45° sklon, takže dopravník 86 může být výhodně nasměrován pryč a nedojde tak k jeho kolizi s kanálem 16 sublimátoru.

Odpadové plyny z tangenciálního separátoru 18 vystupují ze skříně 79 separátoru skrze vratný kanál 88. Použité plyny z kanálu 88 obsahují těkavé složky tabáku, stejně jako tabákový prach a částice. Přednostně jsou tyto částice odděleny z proudu plynu ještě před jeho dalším zahřátím, aby se tak bylo možné vyhnout jakémukoliv možnému spalování částic. Po jejich odstranění je plyn znovu zahřát a je recirkulován do vstupní trubky 20.

Níže je popsán postup technologie DIET, v provedení podle tohoto vynálezu a to na jednom specifickém provedení sublimátoru 10. Mělo by být jasné, že vynález může být provozován na jiných provozních parametrech teploty, průtoku, rychlostí, velikostech a dalších, jiných než je zde specificky popsáno. Nyní s odkazem na obr. 1 je do vstupní trubky 20 o průměru 711 milimetrů nahnán plyn, obsahující páru, vzduch, oxid uhličitý a těkavé složky tabáku, a to průtokem asi 962,744 m³.min¹ (34 000 fť.min¹) a při teplotě asi 343 °C (650 °F). Rychlost prohřátého vzduchu na vstupu do Venturiho sekce 12 je asi 41,5 m.s’¹. Venturiho vstupní trubice 22 má délku asi 3,3 metrů a přechod od vstupní trubky 20 o průměru 711 milimetrů na obdélníkový kanál v ústí 26 Venturiho sekce mající hloubku 228 milimetrů a šířku asi 1,524 metrů. Rychlost plynu v ústí 26 je asi 47 m.s.'¹. Venturiho výstupní trubice 24 se postupně zvětšuje v průřezu až na hloubku 381 milimetrů na vstupu 34 sublimátoru, zde je rychlost proudu plynu asi 28,3 m.s’¹. Proud plynu skrze Venturiho vstupní trubici 22 opláchne spodní vnitřní povrch 32 výstupní trubice a zabrání jakýmkoliv velkým kusům impregnovaného tabáku, aby se ve Venturiho sekce usazoval.

Tuhý tabákový materiál impregnovaný oxidem uhličitým je dopraven do násypky 40 a to pomocí dopravníku 42, kde je rozložen rovnoměrně do plnicím skluzu 46, ze kterého prochází do vzduchového síťového čisticího zařízení, fukaru 48. Lopatky vzduchového síťového čisticího zařízení, fukaru 48, urychlují částice tabáku na vysokou rychlost v proudu plynu, tato rychlost dostačuje

-5 CZ 296273 B6 k rozptýlení částic po celé hloubce a šířce Venturiho výstupní trubice 24, ze které prochází do kanálu 16 sublimátoru.

Když částice tabáku projdou skrze spodní část kanálu 16, dochází k postupnému přesměrování toku od horizontálního směru k sekci 70 k vertikálnímu směru v sekci 72 a ke snížení rychlosti plynu ve spoji 76 na hodnotu přibližně 23,6 m.s'¹. Ve spoji 76 je hloubka kanálu asi 787 milimetrů, nebo asi dvojnásobek plochy průřezu vstupu 34. Toto snížení rychlosti ve střední sekci 72 zabraňuje, aby kusy impregnovaného tabáku byly unášeny ven z kanálu a do separátoru nerozepnuté. Rychlost toku plynu pak vzrůstá díky postupnému snižování hloubky kanálu, asi na hodnotu 355 milimetrů na výstupu 35 kanálu 16, a to na hodnotu přibližně 30,3 m.s.'¹, čímž dochází k urychlení rozepnutého tabáku do tangenciálního separátoru 18. Výhodně je čas pohybu expandovaného tabáku v kanálu snížen a to zvýšením rychlosti výstupního toku plynu. Toto minimalizuje možnost dopravy nerozepnutého tabáku. Teplota zahřátého plynu je asi 287 °C (550 °F) na vstupu do tangenciálního separátoru.

Vhodným ovládáním nastavitelné přepážky 80 v tangenciálním separátoru stejně jako řízením celkového objemového průtoku celým systémem může být provedeno nastavení času pobytu tabákového materiálu v systému a i separační účinnosti tangenciálního separátoru.

Z předchozího výkladu bude zřejmé, že velký poloměr obloukovitého prohnutí průtokové dráhy podle tohoto vynálezu výhodně eliminuje náhlé změny směru v průtoku tabákového materiálu a minimalizuje tak lámání pruhů tabáku a vznik nadměrného množství jemných částic a tabákového prachu. Kanál sublimátoru ve tvaru písmene „C“ rovněž snižuje plochu továrny potřebnou pro umístění celého systému ve srovnání se svažitými kanály sublimátoru, popsaném například v patentovém spise US 4697604 a v patentovém spise US 4911182. Navíc díky tomu, že tangenciální separátor může být umístěn blízko plnicího zařízení (obr. 1), tak kanál sublimátoru ve tvaru písmene „C“ podle tohoto vynálezu zabírá v podstatě shodnou podlažní plochu ve srovnání s dalšími systémy, které mají vertikálně umístěné kanály sublimátoru s koleny 90° umístěným proti sobě, což jsou například kanály, popsané v patentovém spise US 4366825 a v mezinárodní publikaci WO 96/05742. Zatímco kanál 16 je ukázán a popsán tak že má obdélníkový průřez, další nekruhové průřezy jsou rovněž možné, například ten, který je vyveden na obr. 4 čárkovanou čarou - vejčitý tvar 90 průřezu. Takovýto průřez je definován v mezinárodní publikaci WO 96/05742, jejíž uvedení je zde pouze z důvodu reference.

Ačkoliv jistá zde uvedená upřednostňovaná provedení tohoto vynálezu zde byla specificky popsána, bude jistě tomu, kdo se v tomto oboru vyzná a má s ním zkušenosti, zřejmé mnoho dalších modifikací a změn různých dalších provedení vynálezu zde ukázaných, což samozřejmě může být provedeno bez toho, že by došlo k odchýlení se od pole působnosti tohoto vynálezu. Podle toho je zamýšleno, že vynález je omezen pouze na rozsah vyžadovaný připojenými patentovými nároky a použitelnými zákonnými pravidly.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení pro rozpínání tabáku plynným médiem, provedené s dopravním kanálem (16) pro dopravu tabáku plynným médiem, který má vstup (34) a výstup (35), vyznačující se tím, že dopravní kanál (16) je postupně zakřiven od vstupu (34) k výstupu (35) a má v bokorysu v podstatě tvar písmene C, přičemž ke vstupu (34) jsou připojeny přívodní prostředky pro přívod plynného média do dopravního kanálu (16) při průtoku od 849,48 m³.min'¹ do 1019,376 nč.mm'¹, které obsahují Venturiho sekci (12) s ústím (26), která má Venturiho vstupní trubici (22) a Venturiho výstupní trubici (24), které jsou spojeny s ústí (26), přičemž Venturiho vstupní trubice (22) má v ústí (26) přechod z kruhového průřezu do obdélníkového průřezu, přičemž Venturiho výstupní trubice (24) má obdélníkový průřez rozkládající se od ústí (26) ke vstu-6CZ 296273 B6 pu (34) dopravního kanálu (16), a přičemž k přívodním prostředkům pro přívod plynného média jsou připojeny prostředky pro přívod tabákového materiálu do trubkové Venturiho sekce (12).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že spodní povrch (28) Venturiho vstupní trubice (22) leží v jedné rovině se spodním povrchem (28) Venturiho výstupní trubice (24), přičemž Venturiho vstupní trubice (22) a Venturiho výstupní trubice (24) mají horní povrchy (30), přičemž spodní povrch (28) Venturiho vstupní trubice (22) se sbíhá s horním povrchem (30) Venturiho vstupní trubice (22) k ústí (26), a přičemž spodní povrch (28) Venturiho výstupní trubice (24) se sbíhá s horním povrchem (30) Venturiho výstupní trubice (24) k ústí (26).

3. Zařízení podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se tím, že prostředky pro přívod tabákového materiálu obsahují fukar (48) pro urychlování pohybu tabákového materiálu při jeho vstupu do plynného média proudícího Venturiho sekcí (12).

4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dopravní kanál (16) má od vstupu (34) k výstupu (35) nekruhový průřez.

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že dopravní kanál (16) obsahuje střední sekci (72), přičemž plocha průřezu dopravního kanálu (16) se od vstupu (34) ke střední sekci (72) zvětšuje a od střední sekce (72) k výstupu (35) zmenšuje.

6. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že dopravní kanál (16) má poměr šířky k výšce asi 5:2.

7. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že dopravní kanál (16) má obdélníkový nebo vejčitý průřez.

8. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že kvýstupu (35) dopravního kanálu (16) je připojen separátor (18) pro oddělování expandovaného tabákového materiálu od plynného média, přičemž separátor (18) má vstup (78) a nastavitelnou přepážku (80) u tohoto vstupu (78) pro nastavení rychlosti proudění separátorem (18).

9. Zařízení pro rozpínání tabáku plynným médiem, provedené s dopravním kanálem (16) pro dopravu tabáku plynným médiem, který má vstup (34) a výstup (35), a který tvoří průtočnou dráhu se směrem proudění od vstupu (34) kvýstupu (35), vyznačující se tím, že dopravní kanál (16) obsahuje střední sekci (72), první sekci (70) s nekruhovým průřezem, jehož plocha se od vstupu (34) směrem ke střední sekci (72) zvětšuje, a druhou sekci (74) od střední sekce (82) směrem k výstupu (35), přičemž první sekce (70) má v bokorysu od vstupu (34) ke střední sekci (72) obloukovitý tvar.

10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že druhá sekce (74) má nekruhový průřez, který se od střední sekce (72) směrem k výstupu (35) postupně zmenšuje.

11. Zařízení podle nároku 10, v y z n a č u j í c í se tím, že druhá sekce (74) má od střední sekce (72) směrem k výstupu (35) v bokorysu obloukovitý tvar.

12. Zařízení podle nároku 9, v y z n a č u j í c í se tím, že sekce (70, 72, 74) jsou orientovány tak, že směry průtoku ve vstupu (34) a ve výstupu (35) jsou v podstatě horizontální a směr průtoku ve střední sekci (72) je v podstatě vertikální směrem vzhůru.

13. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že dopravní kanál (16) má od vstupu (34) k výstupu (35) v podstatě tvar písmene C, přičemž směr proudění ve vstupu (34) je opačný ke směru proudění k výstupu (35).

-7CZ 296273 B6

14. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že velikost průřezu střední sekce (72) je zhruba dvojnásobkem velikosti průřezu dopravního kanálu (16) ve vstupu (34) a výstupu (35).

15. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že dopravní kanál (16) má v podstatě obdélníkový nebo vejčitý průřez s šířkou a výškou.

16. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že šířka dopravního kanálu (16) je od vstupu (34) k výstupu (35) v podstatě konstantní a výška dopravního kanálu (16) se od vstupu (34) ke střední sekci (72) postupně zvětšuje a od střední sekce (72) k výstupu (35) postupně zmenšuje.

17. Zařízení podle nároku 16, vy z n a č uj í c í se tím, že dopravní kanál (16) má poměr šířky k výšce v rozsahu asi 5:2.

18. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že průtočná dráha dopravního kanálu (16) má plynule se měnící směr proudění od vstupu (34) k výstupu (35).

19. Způsob rozpínání tabáku impregnovaného tuhým oxidem uhličitým, vyznačující se tím, že impregnovaný tabák se zavádí do dopravního kanálu (16), který má nekruhový průřez a vstup (34) a výstup (35), do vstupu (34) dopravního kanálu (16) se zavádí ohřáté plynné médium s průtokem od 849,48 m³.min'¹ do 1019,376 m³.min”¹, rychlostí v podstatě 40m.s.^_1 a teplotou asi 343 °C dostatečnými pro rozpínání tabáku, ve vstupu (34) se unáší plynným médiem v podstatě veškerý impregnovaný tabák, plynné médium s unášeným tabákem proudí od vstupu (34) k výstupu (35) po v podstatě obloukovité průtočné dráze s nekruhovým průřezem pro vysublimování tuhého oxidu uhličitého a pro rozpínání tabáku na této průtočné dráze, rychlost průtoku plynného média a unášeného tabáku se od vstup (34) k výstupu (35) snižuje a expandovaný tabák se oddělí od plynného média.

20. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že po snížení rychlosti průtoku plynného média a unášeného tabáku se rychlost průtoku plynného média a unášeného tabáku směrem k výstupu (35) zvyšuje.

21. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že nekruhový průřez je obdélníkový nebo vejčitý.

22. Způsob podle nároku 21, vyznačující se tím, že průtočná dráha má poměr šířky k výšce od asi 5:2.

23. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že při zavádění tabáku dochází ke zrychlování přivádění tabáku do plynného média.

24. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že směs proudění plynného média a unášeného tabáku po průtočné dráze se plynule mění od vstupu (34) k výstupu (35) o asi 180°.

25. Způsob podle nároku 19, v y z n a č uj í c í se tím, že před zavedením impregnovaného tabáku do plynného média se zvýší rychlost plynného média.

26. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že v podstatě obloukovitá průtočná dráha má v podstatě konstantní šířku.

-8CZ 296273 B6

27. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že rychlost průtoku plynného média s unášeným tabákem se nastaví po jeho výstupu z v podstatě obloukovité průtočné dráhy a před provedením oddělení tabáku od plynného média.

5 28. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že plynné médium sunášeným tabákem proudí ve vstupu (34) a výstupu (35) ve v podstatě horizontálních směrem a mezi vstupem (34) a výstupem (35) ve v podstatě vertikálním směru vzhůru.