DE3335179A1

DE3335179A1 - Filterstrangherstellung

Info

Publication number: DE3335179A1
Application number: DE19833335179
Authority: DE
Inventors: MacDonald Arthur High Wycombe Buckshire Hugh
Original assignee: Molins Ltd
Current assignee: Mpac Group PLC
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1983-09-28
Publication date: 1984-04-05
Also published as: GB8325903D0; GB2133318A; US4567850A; GB2133318B

Description

Beschreibung:

Filterstäbe zur Herstellung von Filterstopfen zur Anbringung an Zigarettenabschnitte können durch kontinuierliches Formen eines Wergs aus Filtermaterial, wie z.B. Celluloseacetat, in einer Strangherstellungsmaschine, wie z.B. der Molins PM5N, zu einem Strang gebildet werden, üblicherweise wird ein sog. Weichmacher (normalerweise Triacitin) dem Werg vor Einführung in die Strangherstellungsmaschine zuge- IQ setzt. Nach dem Aushärten verbessert der Weichmacher die Eigenschaften des fertigen Strangs, indem er ihn z.B. steifer macht oder durch eine zuträgliche zusätzliche Filtrierwirkung. Die Erfindung betrifft fluidische, insbesondere flüssige Zusätze, wie z.B. Weichmacher, zum Filterwerg.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Aufbringen eines flüssigen Zusatzes auf ein sich bewegendes Filterwerg geschaffen, die einen Applikator, eine Einrichtung zum Zufördern flüssigen Zusatzes zum Applikator, wobei die Zufördereinrichtung eine Zusatzstoff-Mischzone aufweist, und eine Zuführeinrichtung zum Zuführen gesteuerter Mengen von mindestens zwei verschiedenen Zusätzen aufweist. Die Mengen sind vorzugsweise vorgegeben. Es können mehrere zur Mischzone führende Strömungspfade vorgesehen sein, wobei jeder Pfad einen anderen Zusatz z.B. aus getrennten Quellen zuführt.

Die Zuführeinrichtung kann eine Durchsatzsteuereinrichtung in getrennten Pfaden aufweisen, die von getrennten Quellen mit verschiedenen Zusätzen aus verlaufen. Die Steuereinrichtungen sind vorzugsweise getrennt veränderbar, damit die gesteuerten Mengen geändert werden können. Die Steuereinrichtung kann eine Drossel umfassen; sie weist jedoch vorzugsweise eine Verdrängungseinrichtung wie z.B. eine Pumpe auf.Es kann eine gemeinsame Antriebseinrichtung für eine Pumpe od.ä. in jedem Pfad vorgesehen sein, wobei die Antriebsgeschwindigkeit (z.B. durch ein Getriebe) geändert

wird; so daß die Pumpe jedes Pfads Zusatzstoff in Raten in den erforderlichen Anteilen abgibt„ Jede der Pumpen kann aber auch während unterschiedlicher Zeitdauern arbeiten, um der Mischzone Zusatzstoff in der erforderlichen Menge zuzuleiten. Die Strömungsgeschwindigkeit jeder Pumpe ist vorzugsweise bestimmbar, so daß z.B. gleiche Pumpen mit konstanter Verdrängung verwendet und die Mengen an durch die Pfade geleiteten Zusatzstoff von der Antriebsgeschwindigkeit her bestimmt werden können. Die Pfade kön- ^nen aber auch Mengenmesser und Einrichtungen zur Unterbrechung des Stroms nach Passieren der erforderlichen Menge an Zusatz aufweisen. Wo Pumpen in jedem Pfad vorgesehen sind, können die Pumpen von unabhängigen Motoren unter Generalsteuerung durch einen Mikroprozessor angetrieben werden, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß jede Pumpe mit einer solchen Geschwindigkeit angetrieben wird, daß die nötige Durchsatzrate oder der erforderliche Gesamtdurchsatz in einer gegebenen Zeitspanne erreicht wird.

Die Mischzone kann so angeordnet oder ausgelegt sein„ daß die Zusätze gleichzeitig zugeführt und durch Verwirbelung vermischt werden, während sie zum Applikator fließen. Die Strömung von der Zuführeinrichtung durch die Mischzone kann deshalb kontinuierlich sein. Die Mischzone kann aber auch eine Kammer aufweisen, in die die Zuführeinrichtung die Zusätze entweder gleichzeitig oder sequentiell abgibt. Mechanische oder andere Rührwerke oder Mischer können in der Kammer vorgesehen sein. Die Zufördereinrichtungen können Einrichtungen zum periodischen Abziehen gemischten Zusatzstoffs aus der Mischkammer aufweisen. Die Zufördereinrichtung kann z.B. einen ersten Kreis mit dem Applikator und einem Reservoir aufweisen, wobei dem ersten Kreis Zusatzstoff aus der Mischkammer zugeführt wird, wenn der Zusatzstoff im Reservoir auf ein vorbestimmtes Niveau absinkt. Wo die Mischzone eine Mischkammer umfaßt, kann die Zuführeinrichtung intermittierend arbeiten, so daß bei

Vorhandensein von Pumpen für getrennte Pfade diese so angetrieben sein können/ daß sie eine vorbestimmte Menge an Zusatzstoff (im richtigen Verhältnis) in die Mischkammer einleiten.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann eine Vorrichtung zum Aufbringen von flüssigem Zusatzstoff auf ein sich bewegendes Filterwerg in einer Maschine zur Herstellung eines kontinuierlichen Filterstabs geschaffen, die einen

,η Zuförderpfad für Zusatzstoff mit einem Applikator zum Aufbringen des Zusatzes auf das Werg aufweist sowie eine Sammeleinrichtung zum Sammeln von dem Applikator zugeförderten, jedoch nicht vom Werg aufgenommenen Zusatzstoff, eine Rückführeinrichtung zum Rückführen des gesammelten Zusatz-

^g Stoffs zum Applikator und eine Zuführeinrichtung zum Zuführend einer Mischung aus mehreren Zusätzen zum Pfad, wobei die Zuführeinrichtung eine Mischzone aufweist, so daß Zusatzstoffe im vorgegebenen Verhältnis vor Eintritt in den Pfad in der Mischzone vermischt werden. Die Zuführeinrichtung kann mehrere Zuführpfade aufweisen, die jeweils von einer anderen Zusatzstoffquelle zur Mischzone verlaufen. Die Mischzone weist vorzugsweise eine Einrichtung zum Vermischen durch Verwirbelung oder Rühren auf.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet und wird nachfolgend mit Hinweis auf die eine einzige schematische Figur umfassende Zeichnung mit teilweiser ,Schnittansicht einer Vorrichtung zum Aufbringen von Zusatzstoff auf ein Werg aus Filtermaterial.

Die Vorrichtung umfaßt eine Applikator-Kammer 4, in der flüssiger Zusatz auf ein sich bewegendes Filterwerg 2 durch eine sich drehende Bürste 46 aufgesprüht wird.Der Zusatz wird der Bürste 46 durch einen Verteiler 44 zugefördert, dem wiederum Zusatzstoff aus einem Meßzylinder 18 über eine Zumeßpumpe 42 zugefördert wird. Vom Werg 2 nicht aufgenommener Zusatz wird in der Kammer 4 gesammelt und zum

Zylinder 18 durch eine Leitung 48 zurückgeführt. Ein Druckwandler 56 erfaßt die Menge an Zusatzstoff im Zylinder und ist mit einer (nicht gezeigten) Auswerteschaltung verbunden, die den Nettoverlust an Zusatzstoff aus dem Zylinder 18 berechnet.

Ein Motor 52 wird mit Signalen von der Auswerteschaltung beaufschlagt, der das Übersetzungsverhältnis eines zwischen der Pumpe 42 und einem Hauptantrieb für das Werg 2 angeordneten Getriebes 50 einstellt.

IQ Die bisher beschriebene Vorrichtung gleicht der in der GB-Anmeldung 2066707A, die als Bestandteil der vorliegenden Erfindung anzusehen ist. Eine detailliertere Beschreibung der Arbeitsweise dieses Teils der Vorrichtung und insbesondere Einzelheiten der Auswerteschaltung können der genannten Anmeldung entnommen werden.

Der Meßzylinder 18 wird aus der Mischkammer 100 periodisch nachgefüllt. Ein erster Zusatzstoff wird von einer Pumpe 104 aus einer von einer ersten Quelle ausgehenden Leitung 102 abgezogen und über eine Leitung 106 mit einem Rückschlagventil 108 der Kammer 100 zugefördert. Ein zweiter und ein dritter Zusatzstoff werden aus getrennten von einer ersten bzw. zweiten Quelle ausgehenden Leitungen 110, 112 durch die Pumpen 114,116 abgezogen und über die jeweils mit einem Rückschlagventil 122,124 versehenen Leitungen 118,120 der Kammer 100 zugefördert. Innerhalb der Kammer 100 sind Mischer vorgesehen, die Schaufeln 126 aufweisen, die an einer von einem kleinen Motor 130 angetriebenen drehbaren Welle 128 befestigt sind. Eine Auslaßleitung verbindet die Kammer 100 mit dem Meßzylinder 18. Eine weitere Leitung 134, die mit dem oberen Teil der Kammer 100 verbunden ist, ist wahlweise mit einem Entlüftungsrohr oder einer Druckluftquelle 138 mittels eines Ventils 140 verbindbar.

In die Kammer 100 durch jede der Leitungen 106,118 und eingeleiteter Zusatzstoff wird durch Rotation der Schau-

fein 126 kontinuierlich gemischt. Wenn die Kammer 100 eine vorbestimmte Gesamtmenge an Zusatzstoff erhalten hat und wenn ein Nachfüllen des Meßzylinders 18 erforderlich wird (z.B. auf ein von der Auswerteschaltung in Abhängigkeit von einer Niederdruckanzeige des Wandlers 56 abgegebenes Signal hin), wird der gemischte Zusatzstoff über die Leitung ausgestoßen, indem das Ventil 140 betätigt wird, um die Druckluftquelle mit der Kammer 100 zu verbinden.

Die Pumpen 104,114 und 116 sind jeweils von dem Typ, der eine Vorhersage der durchgelaufenen Menge gestattet (es kann sich um gleiche Pumpen mit konstanter Verdrängung handeln); sie werden so gesteuert, daß sie Zusatzstoff in Mengen im vorgegebenen Verhältnis in die Mischkammer 100 leiten. Die Pumpen 104,114 und 116 können daher über zwangsschlüssig und stufenlos veränderbare Getriebe 144,146 und 148 von einem gemeinsamen Primärantrieb 142 angetrieben werden. Bei Pumpen 104,114 und 116 mit ,derselben Verdrängung werden die durchgelaufenen Flüssigkeitsmengen durch die überset-Zungsverhältnisse der Getriebe 144,146 und 148 bestimmt.

Die Pumpen 104,114 und 116 können aber auch von dem Typ sein, der ein Änderung der Verdrängung gestattet. In diesem Fall können die richtigen Anteile des in die Kammer 100 eingeleiteten Zusatzstoffs durch Ändern der Verdrängung der Pumpen anstatt (oder möglicherweise zusätzlich zu) einer Änderung der Geschwindigkeiten der Pumpen erreicht werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Pumpen 104,114 und 116 eine vorgegebene Zeit lang arbeiten zu lassen, um die richtigen Mengen an Zusatzstoff in die Kammer 100 zu leiten. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn getrennte Motoren für jede der Pumpen verwendet werden. Die Pumpen 104,114 und 116 können daher jeweils unabhängig voneinander von Motoren 144,146 und 148 unter Steuerung einer Schaltung 142, die Taktsignale bereitstellt, angetrieben werden. Die Motoren 144,146,148 können Schrittschaltmotoren

und die Schaltung 142 in einem Mikroprozessor eingebaut sein.

Ob die Pumpen 104,114/116 nun durch Änderung ihrer Geschwindigkeit/ Verdrängung oder Betriebszeit (oder mittels einer Kombination daraus) gesteuert werden, sie können gleichzeitig oder sequentiell betrieben werden. Das Ventil 140 wird nicht betätigt, um Zusatzstoff aus der Kammer 100 mittels Druckluft aus der Quelle 138 in Richtung des Meß- ^q Zylinders 18 auszustoßen, ehe die richtigen Mengen an gut vermischten Zusatzstoffen in der Kammer 100 vorhanden sind.

Typischerweise können die Leitungen 102,110 und 112 mit Behältern verbunden sein, die dem Filterstrangherstellungs-

IQ Maschinenkomplex zugeordnet sind und Weichmacher und/oder Geschmacksstoffe und/oder andere flüssige Zusätze enthalten, die die Qualität des fertigen Filterstrangs verbessern oder modifizieren. Die Verhältnisse, in denen diese Zusätze gemischt werden, könnten so aussehen: 90 % Triacetin, 6 % eines ersten Geschmacksstoffs und 4 % eines zweiten Geschmacksstoffs. Während im Beispiel drei Zusätze vermischt sind, können jedoch auch zwei oder vier oder mehr Zusätze in entsprechend adaptierten Vorrichtungen vermischt werden. Jeder der Zusätze kann selbst eine Gemisch sein (z.B. aus Weichmacher und konzentriertem Geschmacksstoff).

Ein Vorteil der Erfindung liegt in der Herstellung exakter Gemische aus Zusatzstoffen unmittelbar vor Aufbringung auf das Filterwerg. Falls gewünscht, kann daher die Zusammen-Setzung des Gemisches von der Bedienungsperson der Maschine geändert werden. Weiters gestattet die Vorrichtung die Aufbringung von Gemischen, die entweder zu wenig stabil für die Verwendung vorgemischter Zusätze sind oder als Fertiggemische eine unerwünscht kurze Lagerhaltbarkeit haben. Die Erfindung kann bei vorgemischten Zusätzen verwendet werden, die zu Separierung neigen, so daß die Kammer 100 mit Zusätzen bereits im richtigen Verhältnis aus einer von einer einzigen

1 Quelle sich erstreckenden Leitung versorgt werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1.!Vorrichtung zum Aufbringen eines aus einem Fluid be- \_/ stehenden Zusatzstoffes auf sich bewegendes Filterwerg, mit einem Applikator und einer Einrichtung zum Zufördern von Zusatzstoff zum Applikator, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufördereinrichtung eine Zusatzstoff-Mischzone (100) und eine Einrichtung (102-124) zum Zuführen gesteuerter Anteile mindestens zweier verschiede-2Q ner Zusatzstoffe in die Mischzone aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von in die Mischzone (100) führenden Strömungspfaden (106,118,120), wobei jeder Strömungspfad ver- schiedene Zusatzstoffe zuführen kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Durchsatzsteuereinrichtung (104,114,116) in jedem der Pfade (106,118,120).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine

Einrichtung (142,144,146,148) zum Ändern der Durchsatzsteuereinrichtung (104,114,116), derart, daß die Zusatzstoffe in den gesteuerten Anteilen getrennt der Mischzone (100) zugeführt werden können.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung (104, 114,116) zur Bewegung des Zusatzstoffes entlang jedes Pfads (106,118,120) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (102-124) Zusatzstoff entlang jedes Pfades mit einer Rate zuführt, die von dem in der Mischzone (100) benötigten Anteil Zusatzstoff abhängt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (102-124) der Mischzone (100) gleichzeitig entlang einer Mehrzahl von Pfaden (106,118,120) Zusatzstoffe zuführt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

gekennzeichnet durch eine Einrichtung (126,128,130) zum Mischen von Zusatzstoffen in der Zone (100) durch Verwirbeln oder Rühren.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (102-124) intermittierend arbeitet, so daß Mengen an Zusatzstoffen in den gesteuerten Anteilen in getrennten Char-2g gen in die Mischzone (100) eingebracht werden.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufördereinrichtung eine Einrichtung (132-140) zum periodischen Abgeben gemischten Zusatzstoffs aus der Mischzone (100) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufördereinrichtung ein Reservoir (18) für Zusatzstoff aufweist, und daß die Abgabeeinrichtung (132-140) betätigt wird, wenn eine vorgegebene Menge an Zusatzstoff im Reservoir verblieben ist.

12. Vorrichtung zum Aufbringen eines aus einem Fluid bestehenden Zusatzstoffes auf sich bewegendes Filterwerg, mit einem Zuförderpfad für den Zusatzstoff, der einen Applikator zum Aufbringen von Zusatzstoff auf das Werg, eine Sammeleinrichtung zum Sammeln von dem Applikator zugeförderten, jedoch nicht vom Werg aufgenommenen Zusatzstoff und eine Rückführeinrichtung zum Rückführen des gesammelten Zusatzstoffes zum Applikator aufweist, gekennzeichnet durch eine Zuführeinrichtung (100-138)

zum Zuführen eines Gemisches aus mehreren Zusatzstoffen zum Pfad (18,40/4,48), wobei die Zuführeinrichtung eine Mischzone (100) aufweist, in der die Zusatzstoffe vor dem Weiterleiten zum Pfad in vorgegebenen Anteilen ver-

Q mischt werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (100-138) eine Mehrzahl von Zuführpfaden (102 ,106;110,118;112,120) aufweist, wobei jeder Pfad von einer anderen Zusatzstoffquelle zur Mischzone (100) verläuft.

14ο Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischzone (100) eine Einrichtung (126, 128,130) zum Mischen durch Verwirbeln oder Rühren aufweist.