HU215525B - Eljárás és berendezés dohány lazítására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás és berendezés dőhány lazítására, valamintkészülék dőhány impregnálására lazítószerrel. Az eljárás végrehajtásasőrán dőhányadagőt zárt térben rendezünk el és őt impregnáló közeggelhőzzűk érintkezésbe, és zárt térként nyőmástartó edényt alkőtóimpregnáló kamrát alkalmazűnk, a dőhányadagőt laza állapőtban azimpregnáló tér térfőgatának legalább 150%-át kitev térfőgatú dőhányösszenyőmásával állítjűk elő és az impregnáló kamrába adagőljűk, majdaz impregnáló kamrában az impregnálással egyidejűleg lazítószerrellegalább 50%-ős lazítást végzünk. A berendez s dőhányadagőt (36)befőgadó zárt térrel van kialakítva. Lényege, hőgy a zárt térdőhányadag (36) megemelt nyőmás melletti kezelésére alkalmas,nyőmástartó edényt (10) alkőtó impregnáló kamraként van kialakítva, azimpregnáló kamráhőz laza állapőtú dőhány összenyőmására és azösszenyőmással készült dőhányadag (36) beadagőlására alkalmas adagőlóeszköz, lazítószer, flűid közeg beadagőlására és vel a dőhányadag (36)impregnálására szőlgáló eszköz, valamint az impregnálást követően adőhányadag (36) kiemelésére szőlgáló eszköz van csatlakőztatva. Atalálmány szerinti készülék dőhányadagőt (36) efőgadó zárt térrel vankialakítva, és lényege, hőgy a zárt tér dőhányadag (36) megemeltnyőmás melletti kezelésére alkalmas nyőmástartó edényként (10) vankialakítva, hőzzá, mint impregnáló kamráhőz lazítószer, flűid közegbeadagőlására és vele a dőhányadag (36) impregnálására szőlgáló eszközvan csatlakőztatva, tővábbá hőzzá a lazítószert beadagőló eszközzelcsatlakőztatőtt, a lazítószer beveze ését megemelt hőmérséklet ésnyőmás mellett biztősító akkűműlátőr (64) van rendelve, ahől azakkűműlátőr (64) legalább egy flűid közeggel kitöltött zónátmeghatárőzó, annak térfőgatát szükség szerint váltőztató mőzgó elemmelvan kiképezve, és a flűid közeggel kitöltött zónában a lazítószer vanelrendezve. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés dohány lazítására, valamint készülék dohány impregnálására lazítószerrel. Az eljárás végrehajtása során dohányadagot zárt térben rendezünk el és ott impregnáló közeggel hozzuk érintkezésbe, míg a berendezés és a javasolt készülék dohányadagot befogadó zárt térrel van kialakítva. A találmány szerinti eljárás, berendezés és készülék mindenekelőtt a dohány lazítására szolgáló eddig ismert eljárások teljesítményének és gazdaságosságának javítására szolgál.

Az elmúlt két évtizedben a cigarettagyártás technológiai folyamatának egyre fontosabb részét alkotja a dohány lazítása. A lazítást eljárások célja a dohányfermentálás és a levél formában történő tárolás közben lecsökkent térfogati sűrűség és/vagy térfogat eredeti értékének visszaállítása, A lazított dohány mindezeken túlmenően a kis kátránytartalmú vagy a gyakorlatilag kátránymentes cigaretták készítésének is igen fontos eleme.

A gyakorlati megvalósítások során igen sikeresnek bizonyult az US-A 3,524,451 lajstromszámú (bejelentője: Fredrickson) és az US-A 3,524,452 lajstromszámú (bejelentője: Moser és társai) US szabadalmi leírásokban ismertetett lazítási eljárás. Az említett szabadalmi leírások olyan eljárásokat ismertetnek, amelyeknél a dohányt impregnáló összetevővel hozzák érintkezésbe, majd az impregnáló kezelést követően nagy sebességgel felmelegítik, aminek következményeként az impregnálószer elgőzölög és a dohány szerkezeti javítását biztosítja. Ugyanilyen jellegű eljárást mutat be az US-A 3,683,937 lajstromszámú (bejelentője: Fredrickson és társai) US szabadalmi leírás is, amelynek kitanítása szerint a dohány lazítása céljából a dohányt gőz halmazállapotú szerves anyaggal hozzák érintkezésbe, ezzel azt impregnálják. Az impregnált dohányt ezután hevítéssel vagy a nyomás gyors ütemű lecsökkentésével lazítják.

A dohány lazítására ismeretes szén-dioxid alkalmazása is, amit például az US-A 4,235,250 (bejelentője: Utsch), az US-A 4,258,729 (bejelentője: Burde és társai) és az US-A 4,336,814 lajstromszámú (bejelentője: Sykes és társai) US szabadalmi leírások ismertetnek. Ezeknél és a velük kapcsolódó eljárásoknál szén-dioxidot gáz vagy folyékony formában a dohánnyal érintkeztetik, ezzel azt impregnálják és az impregnált dohányt gyors ütemű hevítéssel dolgozzák fel, aminek eredményeként a szén-dioxidot elpárologtatják és a párolgó gáz a dohány szerkezetének javítását biztosítja. A széndioxidra támaszkodó ismert lazítási eljárásoknál tipikusan szükség van a dohány intenzív hevítésére, hogy a lazítás az egész szerkezetre kiterjedő és állandó nagyságú legyen. A gyors ütemű hevítés azonban azzal a káros következménnyel jár, hogy nem megfelelő végrehajtása esetén a dohány ízhatását lerontja és viszonylag nagy mennyiségű szál anyagú dohány keletkezéséhez vezet15 hét. A folyékony szén-dioxidot a dohány impregnálására hasznosító eljárások ezen kívül olyan impregnált dohányt eredményeznek, amely tömör tömböket alkot, a dohány és a szárazjég együttesen szilárd szerkezetet alkot, amit a hőkezelés előtt fel kell tömi és ez a műve20 let az eljárás költségeit, munkaigényét emeli.

Az US-A 4,465,310 és az US-A 4,289,148 lajstromszámú (mindkettő bejelentője: Zeihn) US szabadalmi leírások szerint a dohány lazítására szuperkritikus állapotú nitrogént vagy argont használnak, mégpedig a dohány impregnálása céljából. A dohányt impregnálása után kis nyomású térbe helyezik, a lecsökkent nyomás a gázok eltávolítását eredményezi, és a lazítást hevített gázzal vagy mikrohullámmal történő kezeléssel érik el. Ezeknél az eljárásoknál a dohányt a megfelelő mértékű lazítás elérése érdekében legalább mintegy 13,9.10⁶ vagy 27,8.10⁶ Pa-tól hozzávetőleg legalább 6,9.10⁷ Pa nyomás alá kell helyezni.

Egy további megoldást az US-A 4,531,529 lajstromszámú (bejelentője: White és Conrad) US szabadal35 mi leírás mutat be, amely szerint dohány térkitöltő kapacitásának növelése céljából a dohányt alacsony forráspontú és erősen illékony expandáltató szerrel impregnálják, például normál állapotban gáz halmazállapotú halogénezett szénhidrogénnel vagy szénhidrogénnel és ezt az expandáltató szer kritikus nyomását és hőmérsékletét meghaladó vagy ahhoz közel álló feltételek biztosítása mellett végzik. A túlnyomásos impregnálást követően a nyomást igen gyorsan a légköri nyomás értékére csökkentik le, ezért a dohány szerkezete fellazul, nincs szük45 ség a felhevítésre, amit eddig a dohány lazítása, illetve lazításos állapotának rögzítése céljából végeztek. Ezeknél az eljárásoknál nagyjából 3,53.10⁶ Pa értéket (512 psi) meghaladó, a szakirodalomból nem kivehető felső érték alatt maradó nyomást alkalmaznak. Ha a nyo50 mást mintegy 14,8.10⁶ Pa (2000 psi) értékre állítják be, ezzel a dohány lazítását túlzott mértékű felaprózódása nélkül lehet elérni. Az említett határérték feletti nyomásokra általában nincs szükség. Ha az expandáltató szer nyomásának a szükséges értékre való emelését mintegy

1 és mintegy 10 perc közötti időtartamban biztosítják, a dohányt lényegében nem kell a megemelt nyomás feltételei között tartani, anyagának impregnálása enélkül is könnyen elérhető.

Az US-A 4,554,932 lajstromszámú (bejelentője:

Conrad és White) US szabadalmi leírás folyadékos kö2

HU 215 525 Β zegben végzett nyomásos kezelést biztosító berendezést ír le, amely hengeres csőszerű héjjal és a héjon kívüli betöltési pozíció, valamint a héjon belüli kezelési pozíció között alternáló mozgást végző (két szélső helyzet között oda-vissza haladó) egységet tartalmaz. A mozgatást biztosító egységen elhelyezett tömítőelemek feladata a héj oly módon történő lezárása, hogy annak belső tere nyomáskamrát alkosson. Az így kialakított rendszer nagy nyomáson képes különböző anyagokat kezelni, tehát benne a dohány impregnálása is végrehajtható, az anyag bevezetése és kivezetése könnyebbé válik, minimális mértékben vagy egyáltalában nem kell számolni tömítési és lezárási problémákkal, amelyek a nagy nyomású eszközök egyik alapvető nehézségét jelentik, így tehát ez a berendezés olyan nyomástartó edényt képez, amely időbeni megtakarítás és gazdaságosság szempontjából különösen előnyös eredményeket hoz.

Az US-A 5,067,293 lajstromszámú (bejelentője: Kramer) US szabadalmi leírás eljárást és berendezést mutat be dohány alapanyag és más biológiai anyagok kezelésére. Mind a berendezés, mind az eljárás dinamikusan lezárt teret alkalmaz, amelynél a hermetikus lezárást a kezelő kamra mozgatható fala biztosítja. A dinamikusan lezárt rendszer a szabadalom értelmében jól hasznosítható dohány megemelt hőmérséklet és megnövelt nyomás melletti kezelésére, amikor is szuperkritikus hőmérsékletet és nyomásokat lehet alkalmazni különböző anyagok kezelésére, közöttük dohány lazítására. A lazítást folyamat folyamatosan és adagonként egyaránt elvégezhető. A dohány lazítása esetén a szuperkritikus fluid közegek és a dohány tömegaránya hozzávetőleg legalább 40:1, míg a dohány teljes mértékű impregnálása a leírás szerint gyakorlatilag azonnal bekövetkezik. Ha az impregnálás ideje nagyjából 1 és mintegy 10 perc között van, vagyis a nyomás csökkentése előtt az impregnálószer és a dohány érintkezését ennyi ideig tartjuk fenn, a lazítás eredményessége javul.

Az US-A 4,962,773 lajstromszámú (bejelentője: White és társai) US szabadalmi leírás olyan eljárást mutat be, amelynek célja cigaretta rúdjának olyan feltételek között történő kezelése, hogy a vágott dohány a papírból álló burkolat alatt lazul fel. A különböző impregnálási feltételek és fluid közegek ebből a szabadalmi leírásból megismerhető, ide értve a szuperkritikus nyomás és hőmérséklet fölött végzett impregnálás feltételeit is. A szabadalmi leírás mintegy 4,5 1 térfogatú nyomástartó edényt mutat be, amely alkalmas dohányrudak szuperkritikus feltételek között végzendő impregnálására.

A fentiekben leírt és hozzájuk hasonló szerkezetjavító eljárásokat a dohányon folyamatosan vagy adagonként lehet elvégezni, ha az impregnáláshoz a légköri nyomást jelentősen meghaladó nyomásokra van szükség. A folyamatos eljárásokra az US-A 5,067,293 lajstromszámú (bejelentője: Kramer) US szabadalmi leírás lehet példa. Akár adagonként, akár folyamatosan végezzük a kezelést, ehhez bonyolult felépítésű berendezésre és megnövelt ciklusidőre van szükség, mivel az edény nyitása és lezárása időt igényel és ugyancsak hosszú ideig tart az impregnálószer eltávolítása. A teljesítmény bizonyos mértékű javítása elérhető, ha a berendezések egy-egy részletét tökéletesítjük. Az ismert adagonkénti feldolgozási eljárásoknál azonban a hagyományos technikák a ciklusidő csökkentését lényegében csak az egyedi rendszerek térfogatának növelése és/vagy az egyidejűleg használt adagonkénti feldolgozó rendszerek számának növelése révén képesek biztosítani.

Mindezek alapján megállapítható, hogy igény van a dohány lazítására szolgáló eljárások és berendezések gazdaságosságának és teljesítőképességének javítására. Találmányunk célja ennek az igénynek az eddigieknél jobb kielégítése.

A javasolt találmány azon a felismerésen alapul, hogy a dohány szerkezetének lazítására az eddig ismert intézkedések előnyösebben fejtik ki hatásukat, ha a dohányt feldolgozása előtt összetömörítjük, összenyomjuk.

A jelen találmány feladatául olyan eljárás és berendezés kidolgozását szabjuk, amely képes a dohány lazítását biztosító eljárások és berendezések termelékenységének jelentős javítására amellett, hogy a nagynyomású anyagkezelő és impregnáló rendszert megőrzi. Feladatul tűzzük ki azt is, hogy a találmánnyal olyan eljárást és berendezést dolgozzunk ki, amelynél nagynyomású impregnáló zónában a dohányt gyorsan lehet impregnálni, majd onnan mintegy 15-30 másodpercet igénylő, de célszerűen ennél rövidebb ciklusidővel el lehessen távolítani. Adott esetben a hozzávetőlegesen 1 perc alatti ciklusidők ugyancsak elfogadhatók. A dohány feldolgozásának hatékonyságát tovább lehet növelni, ha a hőkezelési zónát a nagy nyomású impregnálási zónában jelöljük ki. A találmány ezenkívül javaslatot tesz arra is, hogyan lehet a dohány kezelésére alkalmazott expandálószer mennyiségét minimalizálni.

A kitűzött feladat megoldásaként dohány lazítására szolgáló eljárást dolgoztunk ki, amelynél ismert módon dohányadagot zárt térben rendezünk el és ott impregnáló közeggel hozzuk érintkezésbe, ahol a találmány értelmében zárt térként nyomástartó edényt alkotó impregnáló kamrát alkalmazunk, a dohányadagot laza állapotban az impregnáló tér térfogatának legalább 150%-át, előnyösen azonban legalább mintegy 200%-át kitevő térfogatú dohány összenyomásával állítjuk elő és az impregnáló kamrába adagoljuk, majd az impregnáló kamrában az impregnálással egyidejűleg lazítószerrel legalább 50%os lazítást végzünk.

Hatékonyság szempontjából különösen előnyös a találmány szerinti eljárásnak az a megvalósítási módja, amelynél az impregnálási a lazítószert kritikus körüli vagy azt meghaladó hőmérsékletet alkalmazó hőmérsékleti viszonyokat beállítva, és/vagy adott esetben a lazítószert, amely igen célszerűen cseppfolyósított vagy kiinduláskor gáz halmazállapotú propán kritikus körüli vagy azt meghaladó nyomáson alkalmazva hajtjuk végre.

Ugyancsak hatékonyságát tekintve igen hasznos a találmány szerinti eljárásnak az a megvalósítási módja, amelyeknél a feltételek beállításával biztosítható, hogy az impregnálási legfeljebb 1 perc körüli, általában legfeljebb mintegy 30 másodperces időtartammal hajtjuk végre, különösen előnyösen pedig legfeljebb mintegy 20 másodperces időtartammal hajtjuk végre.

HU 215 525 Β

A találmány szerinti eljárás egy további nagyon előnyös megvalósítási módjánál az a lényeges, hogy a lazítószert fluid közegként vezetjük az impregnáló kamrába és a fluid közeget az impregnáláshoz kritikus hőmérsékletét meghaladó hőmérsékletre melegítjük, valamint kritikus nyomását meghaladó nyomáson tartjuk. Ezt célszerűen úgy végezzük el, hogy az impregnáló kamrába bevezetett legalább 13,9 MPa (2000 psig) nyomású és legalább 116 °C (240 °F) hőmérsékletű folyékony halmazállapotú propánt vezetünk be és az impregnálást ezzel hajtjuk végre.

A hőmérsékleti viszonyok megfelelő beállítását könnyíti meg, ha a találmány szerinti eljárás megvalósítása során a dohányadagot előnyösen az impregnáló kamrában való elrendezés előtt a környezetit meghaladó hőmérsékletre, mégpedig legalább 52 °C (125 °F) hőmérsékletre előmelegítjük.

Az előzőekben is meghatározott intézkedések összességükben a találmány szerinti eljárásnak azt a gyakorlati alkalmazás szempontjából igen célszerű megvalósítását eredményezik, amelynek alapvető jellemzője az, hogy a dohányadagot és az impregnálószert az impregnáló kamrába történő beadagolás előtt a környezeti hőmérsékletnél magasabb hőmérsékletre melegítjük és a felmelegített impregnálószerrel az előmelegített dohányadagot az impregnáló kamrában 116-132 °C közötti hőmérsékletre melegítjük.

A találmány szerinti eljárás egy még további előnyös megvalósítási módjánál fontos, hogy az impregnáló kamrából a lazítószerrel impregnált dohányadagot eltávolítjuk és az összenyomott állapotú dohányadagot lazítását eredményező feltételek közé helyezzük, és adott esetben impregnáló kamrából való eltávolítás közben a lazítószerből annyi lazítószert vonunk el, amennyivel az impregnáló kamrában a nyomást légköri értékre csökkentjük le.

Folytonos lazítási technológia megvalósítását teszi lehetővé a találmány szerinti eljárásnak az a különösen előnyös megvalósítási módja, amelynél a dohánynak az impregnáló kamrába történő beadagolását, a lazítószerrel való impregnálását, majd az impregnáló kamrából való eltávolítását úgy végezzük, hogy az impregnáló kamrában feldolgozott, az összenyomás előtti térfogatra számított dohánymennyiség az impregnáló térfogat legalább ötszöröse legyen.

A nagynyomású, az impregnálási zónát jelentő edény áteresztőképessége a találmány szerinti eljárással jelentős mértékben javul. Ezzel együtt a lazítással együtt használt szernek az impregnálási zónába juttatott mennyisége nagymértékben csökkenthető. Ennek megfelelően olyan lazítási eljárás alakítható ki, amelynél előnyösen a lazítószer térfogata kisebb, mint a laza állapotban az impregnálásra kijelölt dohányra megállapított térfogat, vagyis a lazítószer térfogatát a dohány nem összetömörített állapotára vonatkoztatjuk. A dohány térfogatához viszonyítva a lazítószer térfogata célszerűen legfeljebb fele a dohány térfogatának, de általában annál kevesebb.

Egy további kedvező intézkedést jelent az, hogy a dohánynak a kritikus nyomással és hőmérséklettel jellemzett állapothoz közeli vagy azt meghaladó paraméterek mellett végzett impregnálása hatásosan javítható a találmány szerinti eljárásnál, ha a dohányt az impregnálási zónába való bejuttatás előtt előhevítjük. Egy további előnyös megvalósításánál a találmány szerinti eljárásnak a lazítószer hőmérsékletét és nyomását a kritikus értékeket meghaladó szintekre állítjuk be, mégpedig az impregnálási zónába való bevezetés előtt, és ezzel lehetővé válik, hogy az impregnálást néhány másodperc alatt elvégezzük, a lazítószer jelenlétében nagy mértékű fellazításra alkalmas dohány néhány másodperc alatt impregnált állapotban nyerhető. Ily módon a megmunkálás teljes ciklusideje, amely felöleli a szuperkritikus állapotú fluid közeg bevezetésének, az impregnálás végrehajtásának és a nyomás lecsökkentésének idejét, akár egy perc alá csökkenthető le, adott esetben legfeljebb 20 másodpercre van szükség annak végrehajtásához. A kitöltési kapacitás legalább 50%-kal növekszik, adott esetben nagyjából 100%-os vagy nagyobb mértékű növekedés érhető el, miközben a ciklusidő a mintegy 10 s és mintegy 12 s közötti tartományba eső, vagy annál kisebb értéket vesz fel.

A találmány értelmében a javasolt eljárás megvalósítására alkalmas berendezéseket is kidolgoztunk. Ezeknél különösen jól használhatók az orsós felépítésű dohánylazító kisegítő eszközök, mint amilyeneket például a már említett US-A 4,554,932 lajstromszámú (bejelentője: White és Conrad) US szabadalmi leírás ismertet. A találmány lényege az, hogy az ismert megoldásokat úgy módosítjuk, hogy azokhoz dohány beadagolására szolgáló és a beadagolással egyidejűleg mozgatható orsóba a dohányt beszorító egységek kapcsolódnak.

A kitűzött feladat megoldásaként olyan berendezést dolgoztunk ki, amely lazításra váró dohányból készült dohányadagot befogadó zárt térrel van kialakítva, ahol a találmány értelmében a zárt tér dohányadag megemelt nyomás és adott esetben megemelt hőmérséklet melletti kezelésére alkalmas, nyomástartó edényt alkotó impregnáló kamraként van kialakítva, az impregnáló kamrához laza állapotú dohány összenyomására és az összenyomással készült dohányadag beadagolására alkalmas adagoló eszköz, lazítószer, célszerűen fluid közeg beadagolására és vele a dohányadag impregnálására szolgáló eszköz, valamint az impregnálást követően a dohányadag kiemelésére szolgáló eszköz van csatlakoztatva.

A találmány szerinti berendezésnek egy különösen kedvező működési eredményeket hozó kiviteli alakjában az impregnáló kamra hengeres fallal, a hengeres falon kívül kijelölt berakodást és/vagy kirakodási pozíció és a hengeres falon belüli impregnáló pozíció között a dohányadagot mozgató orsós egységgel van kiképezve, ahol az orsós egység hengeres alakú záróelemekkel és ezeket összekötő csatlakozórúddal van kialakítva, a záróelemek és a csatlakozórúd az impregnálási pozíciót kijelölő, a csatlakozónkat körbevevő toroid alakú teret meghatározóan vannak elrendezve, továbbá az impregnáló kamra a hengeres alakú záróelemek és a hengeres fal belső tartománya között az orsós egységen belüli impregnálási pozícióban, amikor a hengeres fal és a záróelemek a hengeres falon belül helyezkednek el, a

HU 215 525 Β hengeres falhoz csatlakozó tömítőtagokkal, célszerűen felfújható tömítőelemekkel van ellátva, amelyek a nyomástartó edényben a berakodási pozíciót az impregnálási pozíciótól és az utóbbit a kirakodási pozíciótól választják el.

Ennek a berendezésnek az alkalmazást megkönnyítő előnyös kiviteli alakjánál jellemző, hogy a berakodási pozícióban a dohányadag bevezetésére szolgáló eszköz az orsós egységet belső felületén megvezető hengeres falhoz csatlakozóan egymással szemközt elhelyezkedő, hengeres betöltőelemeket megvezető csőszerű idomokkal van ellátva, míg a dohányt összenyomó eszköz a csőszerű idomokon belül váltakozó mozgást visszahúzott és az orsós egységhez illeszkedő kinyúlt pozíció között végző, ezzel a dohányt a csőszerű idomokon belül mozgató és mozgatás közben dohányadaggá alakító, a dohányadagot az orsós egység toraid alakú terébe toló egységgel van kiképezve, ahol a hengeres betöltőelemekben félhenger alakú zárófelületek vannak kiképezve és a zárófelületek az orsós egység toraid alakú terét körbevevő hengeres fal belső felületének vonala mentén vannak elrendezve.

Ugyancsak a kitűzött feladat megoldására olyan készüléket dolgoztunk ki, amely lazítószer felhasználásával dohány hatékony impregnálását teszi lehetővé és ismert módon dohányadagot befogadó, a lazítószer forrásával kapcsolódó zárt térrel van kialakítva. A találmány értelmében fontos, hogy a zárt tér dohányadag megemelt nyomás és adott esetben megemelt hőmérséklet melletti kezelésére alkalmas impregnáló kamraként van kialakítva, az impregnáló kamrához célszerűen fluid közegként előkészített lazítószer, különösen gáz vagy cseppfolyós halmazállapotú propán beadagolására és vele a dohányadag impregnálására szolgáló eszköz van csatlakoztatva, továbbá hozzá a lazítószert beadagoló eszközzel csatlakoztatott, a lazítószer bevezetését megemelt hőmérséklet és nyomás mellett biztosító akkumulátor van rendelve, ahol az akkumulátor legalább egy fluid közeggel kitöltött zónát meghatározó, annak térfogatát szükség szerint változtató mozgó elemmel, célszerűen dugattyúval van kiképezve, és a fluid közeggel kitöltött zónában a lazítószer van elrendezve.

A találmány szerinti készülék egy előnyös továbbfejlesztését jelenti az a kiviteli alak, amelynél a mozgó elem, célszerűen dugattyú az akkumulátor cső alakú házának belső terét legalább két egymástól elválasztott, fluid közeggel kitöltött folyadékzónára osztja, ahol a folyadékzónák közül az egyik a lazítószert fogadja be, míg a másik nyomás növelésére szolgáló közeget, például gáz halmazállapotú nitrogént tartalmaz. Egy másik kedvező lehetősége a találmány szerinti készülék kialakításának, ha a mozgó elem az akkumulátor cső alakú házának belső terét legalább két egymástól elválasztott, fluid közeggel kitöltött folyadékzónára osztja, ahol a folyadékzónák közül az egyik a lazítószert, míg a másik nyomás átadására szolgáló hidraulikus folyadékot tartalmaz. Célszerűen a feltételeket úgy állítjuk be, hogy a lazítószert befogadó folyadékzónát legalább 13,9 MPa (2000 psig) nyomású és legalább 93 °C (200 °F) hőmérsékletű tér alkotja, míg a nyomás átadására szolgáló fluid közeget tartalmazó térrészben uralkodó nyomás legalább 41,5 MPa (6000 psig) legyen.

A találmány szerinti készülék szabályozását egyszerűsíti le az a célszerű kiviteli alak, amelynél az általában dugattyúként kiképzett mozgó elem a folyadékzónát térfogatának szabályozott változtatására szolgáló hidraulikus működtető eszközre van csatlakoztatva.

A találmány szerinti készülékben a megmunkálási feltételek hatékony szabályozását teszi lehetővé az a célszerű megoldás, hogy a mozgó elem, amely előnyösen dugattyú, a cső alakú ház belső felületére és a mozgó elem külső felületére támaszkodó legalább egy szorítógyűrűvel van ellátva, ahol a szorítógyűrűk a két folyadékzóna között legalább 13,9 MPa (2000 psig) nyomásig és 93 °C (200°F) körülinél nagyobb hőmérsékletig hermetikus zárást biztosító módon vannak elrendezve.

A találmány szerinti készülék szerkezete egyszerűsíthető le annál a célszerű kiviteli alaknál, amelynél az akkumulátor hengeres felépítésű cső alakú házzal és ennek belső felületén megvezetett mozgó elemmel, célszerűen dugattyúval van kiképezve. Ugyancsak ebből a szempontból igen előnyös a találmány szerinti készüléknek az a megvalósítása, amelynél az akkumulátorhoz cső alakú házának egymással szemközti végénél beépített záróelem van rendelve, ahol a záróelemek felületén ütés felfogására alkalmas csillapítóelemek, különösen tányérrugók vannak elrendezve.

A javasolt készülék élettartamát növeli, karbantartási igényét csökkenti az a különösen célszerű megvalósítási mód, amelynél a mozgó elemben, különösen dugattyúban kerületén megtámasztott kenőeszköz van elrendezve, ahol a kenőeszköz a cső alakú ház belső felületével és a mozgó elem külső felületével érintkezésben van elrendezve, továbbá adott esetben a mozgó elem külső felületén azt körbevevően elcsúsztatható tömítőelemet építünk be, amely a mozgó elem külső felülete és a cső alakú ház belső felülete közötti teret hermetikusan lezáróan van kialakítva.

A találmány szerinti berendezésben és készülékben az előzőekben vázolt felépítésű akkumulátor felhasználása azért különösen ajánlott, mivel így a nagynyomású tér és a megemelt hőmérséklet mellett alkalmazott forró fluid közeg térfogata csökkenthető, a nagynyomású impregnálási folyamat időtartama lecsökken, és ezért nincs szükség nagyméretű nyomástartó edények kialakítására, ami az eljárás megvalósításával kapcsolatos biztonsági követelményeket teszi kedvezőbbé.

A találmány szerinti eljárásban és berendezésben a fluid közeget általában propángázként vezetjük be, amelyet kritikus hőmérsékletét és nyomását meghaladó feltételek között adagolunk a dohányhoz. Az ilyen feltételek között megvalósuló impregnálás részleteit például az US-A 4,531,529 lajstromszámú (bejelentője: White és Conrad) US szabadalmi leírás ismerteti. Megállapításunk szerint a legalább mintegy 14.10⁶ Pa (2000 psi) nyomású propán alkalmazásával a ciklusidő jelentősen lecsökkenthető. Mindent összevetve a találmány létrehozható oly módon is, hogy a nagynyomású impregnáló zóna teljesítőképessége az ismert megoldásokhoz viszonyítva többszörös, akár tízszeres vagy akár esetleg har5

HU 215 525 Β mincszoros lehet. A dohány összenyomásának bevezetésével ezért az ismert berendezésekhez viszonyítva a találmány két-háromszoros javulást eredményez. Ha a dohányt előhevítjük és/vagy lényegében egyenletes térfogatáramban előhevített, nagynyomású szuperkritikus fluid közeget vezetünk a lazítási zónába, a bevezetett dohányon percenként akár öt, vagy esetleg még több impregnálási ciklus hajtható végre. Adott térfogatú impregnáló kamra ezért jól felhasználható úgy, hogy laza szerkezetű dohányadagokból percenként legalább öt, adott esetben tíz-tizenöt adagot impregnálunk.

A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alakok és megvalósítási módok alapján, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az

1. ábra: a találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjának keresztmetszete a különböző működtetési pozíciókat jelző szaggatott vonalak feltüntetésével, a

2. ábra: az 1. ábra szerinti berendezés 2-2 vonal menti vázlatos keresztmetszete olyan dohányt összenyomó eszköznél, amely az 1. ábra szerinti berendezés impregnáló zónájába összenyomott dohányadagot juttat, a

3a. ábra: az 1. ábrán bemutatott berendezésnél alkalmazott, kritikus értékeket meghaladó hőmérsékletű és nyomású fluid közeg lényegében állandó térfogatáramának az 1. ábra szerinti berendezésbe történő bevezetésére alkalmas akkumulátor egy célszerű kiviteli alakjának keresztmetszete, a

3b. ábra: az 1. ábrán bemutatott berendezésnél alkalmazott, kritikus értékeket meghaladó hőmérsékletű és nyomású fluid közeg lényegében állandó térfogatáramának az 1. ábra szerinti berendezésbe történő bevezetésére alkalmas akkumulátor egy másik célszerű kiviteli alakjának keresztmetszete, a

3c. ábra: az 1. ábrán bemutatott berendezésnél alkalmazott, kritikus értékeket meghaladó hőmérsékletű és nyomású fluid közeg lényegében állandó térfogatáramának az 1. ábra szerinti berendezésbe történő bevezetésére alkalmas akkumulátor egy további célszerű kiviteli alakjának keresztmetszete, a

4. ábra: a találmány szerinti eljárás egy célszerű megvalósítási módjának folyamatábrája, míg az

5. ábra: az 1. ábra szerinti berendezésnek a találmány szerinti eljárás megvalósítása közben történő működésének vezérlését bemutató folyamatábra.

A találmány szerinti eljárást és berendezést a továbbiakban különböző példákkal ismertetjük részletesen. Bár a különböző megoldásokat mindenekelőtt az ábrára hivatkozással ismertetjük, nyilvánvaló, hogy az ábrán bemutatott eljárások és berendezések csak példakénti és nem a lehetőségeket kimerítő megvalósításokat jelentenek. Az itt foglalt kitanítás alapján számos olyan alternatív jellegű vagy módosító vagy ekvivalens megoldás található, amelyek a találmány lényegét nem érintik, bár itt ismertetésükre nem kerül sor.

Az 1. ábra a találmány szerinti eljárás megvalósítására alkalmas újszerű berendezés egy célszerű kiviteli alakját mutatja. Az itt bemutatott berendezés számos részletében megegyezik az US-A 4,554,932 lajstromszámú (bejelentője: Conrad és White) US szabadalmi leírásban leírt berendezéssel, az ott részletesen ismertetett megoldásokat itt nem ismételjük meg. Kitérünk azonban minden olyan fontos részletre, amely az idézett berendezéstől eltérő, azt újszerűén módosító jellegű.

Az 1. ábrán látható berendezésnél 10 nyomástartó edényt alkalmazunk, amely 12 hengeres falat vagy házat és 14 orsós egységet fogad be. A 12 hengeres fal és a 14 orsós egység lényegében minden mechanikai igénybevételnek ellenálló szerkezetnél használt anyagból, általában fémből készülhet, például rozsdamentes acélból, bronzból vagy hasonlókból. A 12 hengeres fal és a 14 orsós egység felépítését úgy kell megválasztani, hogy az a 10 nyomástartó edényben kialakult nagy nyomások mellett integritását megőrizze, amint ez szakember számára nyilvánvaló.

A 14 orsós egység hengeresen kialakított 16 és 18 záróelemeket tartalmaz, amelyekhez 20 csatlakozórúd kapcsolódik. Ha a 14 orsós egység a 12 hengeres falon belül helyezkedik el, mint az az 1. ábrán látszik, mind a 16, mind a 18 záróelemek, mind pedig a 20 csatlakozórúd a 12 hengeres fallal együtt olyan 22 impregnáló kamrát határoznak meg, amelynek előre meghatározott térfogata hermetikusan lezárt nyomáskamrát vagy túlnyomásos zónát alkot.

Az 1. ábra szerinti megoldást követő berendezéseknél a 14 orsós egység vízszintesen helyezkedik el és 24 berakodási pozíció, valamint 26 kirakodási pozíció és az 1. ábrán bemutatott, külön nem jelölt impregnáló pozíció között alternáló (ciklikus oda-vissza) mozgás végzésére alkalmas. A 24 berakodási pozíciót és a 26 kirakodási pozíciót az 1. ábrán szaggatott vonallal jelöljük. A 14 orsós egységhez 28 hidraulikus dugattyú vagy hasonló mozgató egység kapcsolódik, mégpedig axiális irányban 30 tengely révén, amelyet az 1. ábrán kitöréssel mutatunk. A 30 tengely biztosítja a 14 orsós egység mozgatását az említett három pozíció között.

A 14 orsós egységbe a dohányt a 24 berakodási pozícióban egymással szemben elhelyezkedő két félhenger alakú 32 hengeres betöltőelemmel adagoljuk. A dohány konzisztenciájával kapcsolatban különösebb megkötést nem teszünk, az lehet dohánylevél szárral és erezettel, dohánycsík, vagyis szártól megfosztott levél vagy cigarettagyártásban alkalmazott vágott dohány, tehát a cigaretta készítéséhez felvágott vagy sodort csík. A 32 hengeres betöltőelemek 34 rudak közvetítésével az ábrán nem bemutatott váltakozó mozgást biztosító erőforráshoz kapcsolódnak, például hidraulikus dugattyúhoz vagy hasonlóhoz. A dohányt egymástól elválasztott 36 dohányadagokban a 14 orsós egységbe kényszerítjük, amivel célszerűen a dohányt összenyomjuk, mint arra a továbbiakban még a 2. ábra kapcsán visszatérünk.

A 24 berakodási pozícióban feltöltött 14 orsós egységet ezt követően az 1. ábra szerinti impregnáló pozí6

HU 215 525 Β cióba vezetjük. Ennél a pozíciónál a 16 és a 18 záróelemhez egy-egy 40, illetve 42 felfújható tömítőelem kapcsolódik. A 40 és a 42 felfújható tömítőelemeket hidraulikus úton felfújható elasztomer műanyagból készült gyűrűk alkotják, amelyek 44 fluidumvezetéken át a hidraulikus folyadék áramába kapcsolódnak. A hidraulikus folyadék, például étolaj a 44 fluidumvezetéken át 45 hidraulikus akkumulátor segítségével áramlik és a 40 felfújható tömítőelembe jutva annak térfogatát a rugalmas erők ellenében növeli, aminek révén a 22 impregnáló kamra nyomáskamraként hermetikusan lezárható. A 40 és a 42 felfújható tömítőelemek célszerűen belső rugókkal is el vannak látva, amelyeket az ábrán nem mutatunk be. Ezeknek a rugóknak a célja a 12 hengeres fal és a 32 hengeres betöltőelem felületén lerakodó dohánydarabkák lekaparása, miközben a 14 orsós egység az említett pozíciók között mozog. A 44 fluidumvezetékbe a hidraulikus folyadékot a 14 orsós egység egyik végénél kialakított nyíláson keresztül 46 csatolórúd segítségével vezetjük be, amelyet részben az 1. ábrán is bemutatunk és amely a 14 orsós egységnek legalább az egyik végével kapcsolódik.

A 12 hengeres falon át a 10 nyomástartó edényhez 48 és 49 gázvezetékek is kapcsolódnak, amelyek a 12 hengeres falban kiképzett 50 és 51 beömlőcsonkokra kapcsolódnak. Ezek 52 toraid alakú térrel közlekednek, amely a 18 záróelemben a 42 felfújható tömítőelemek között van kiképezve. Az 52 toraid alakú tér több 54 radiális irányú bevezetésen át, illetve 56 axiális irányú bevezetésen át 58 horonyba torkollik, amely a 20 csatlakozóid felületén van kialakítva. Az 50 és 51 beömlőcsonkok így lehetővé teszik a nagynyomású fluid közeg bevezetését a 22 impregnáló kamrába és onnan történő elvezetését, amikor a 14 orsós egység az 1. ábrán bemutatott helyzetben van. A 20 csatlakozórudat egy vagy több 59 ernyő veszi körül, ami lehetővé teszi, hogy az 56 axiális irányú bevezetések és az 58 hornyok dohányszemcsékkel történő eltömődését megelőzzük.

A 22 impregnáló kamrába impregnálószer beömlését és kiömlését 60 és 62 gyors működésű szelep biztosítja. A 60 és a 62 gyors működésű szelepek célszerűen golyós szelepként vannak kiképezve, amelyek átmérője általában mintegy 12,5 mm és 38,5 mm között van, de adott esetben a 22 impregnáló kamra méreteitől függően nagyobb átmérők is használhatók, aminek eredményeként a 22 impregnáló kamrába az impregnálást biztosító nagynyomású folyadék vagy más fluid közeg lényegében állandó térfogatáramban vezethető be és onnan hasonló módon távolítható el. A 60 és 62 gyorsműködésű szelepek célszerűen automatikus zárást és nyitást biztosító gyors működésű hidraulikus elemekhez kapcsolódnak, amelyeket az ábrán nem mutatunk be. A 10 nyomástartó edény bemeneti oldalán a nagy nyomás alatt álló 48 gázvezeték a továbbiakban még részletesen ismertetendő 64 akkumulátorra kapcsolódik. A 64 akkumulátorba beadagolt gáz hevítésére 66 gőzölögtető szolgál. A 64 akkumulátor ettől függetlenül az ábrán nem bemutatott módon szintén melegíthető, aminek célja a 64 akkumulátoron belül a fluid közeg megemelt hőmérsékletének fenntartása. A 66 gőzölögtetővel sorosan nagynyomású fluid közeget továbbító szivattyú helyezkedik el, amelyet az ábrán nem mutatunk be. Ez a szivattyú képes nagy, például mintegy 18.10⁶ Pa (2500 psig) nyomáson a fluid közeget a 66 gőzölögtetőbe és a 64 akkumulátorba áramoltatni.

Az ugyancsak nagy nyomás alatt álló 49 gázvezeték feladata a nagynyomású fluid közegnek a 22 impregnáló kamrába történő eltávolítása, és ez a 49 gázvezeték gázvisszanyerő zónába kapcsolódik, ahol az ábrán nem bemutatott módon a 22 impregnáló kamrából elszállított fluid közeget visszanyerjük.

A 26 kirakodási pozíciónál pneumatikus működtetésű egységet, például 72 olajmentes kompresszort használunk, amellyel a nagynyomású fluid közeget, például hidraulikus folyadékot vagy nitrogént a dohányt körbevevő 14 orsós egységre áramoltatjuk, amikor a 14 orsós egységet a 26 kirakodási pozíció felé vagy a 26 kirakodási pozícióból eltávolítva mozgatjuk. A 26 kirakodási pozícióban a berendezésből kiemelt dohányt 73 szétszedő egységben dolgozzuk fel tovább, amely egymással kapcsolódó rezgő elemeket tartalmaz és az így előkészített dohányt 74 visszanyerő kéménybe juttatjuk, ahol az szükség szerint szárítható vagy lazítás céljából hevíthető.

A 2. ábra a 32 hengeres betöltőelem részleteit mutatja be, ahol a 32 hengeres betöltőelem feladata a dohánynak a 14 orsós egység mentén történő összenyomása. A 32 hengeres betöltőelemek mindegyike félhenger alakú részt tartalmaz, amellyel visszahúzott pozíció és szaggatott vonallal jelölt 80 zárt helyzet között képesek mozogni. A 36 dohányadagot 82 csatornák révén vezetjük a 24 berakodási pozícióba. A 32 hengeres betöltőelemeket ezután a 80 zárt helyzetbe, mint berakodási pozícióba állítjuk be, ezzel a 36 dohányadagot a 14 orsós egységhez szorítjuk, és így lényegében a 16 és 18 záróelem közötti gyűrű alakú teret a 20 csatlakozórúd környezetében kitöltjük. A 36 dohányadag nagyságát célszerűen úgy választjuk meg, hogy laza állapotban térfogata a 14 orsós egységbe való berakodás előtt jóval nagyobb legyen, mint az említett gyűrű alakú tér térfogata.

A 36 dohányadag térfogatát összenyomás előtt, vagy a laza dohányadag térfogatát úgy határozzuk meg, hogy először a dohányt mintegy 30 cm (1 láb) oldalélű kockába öntjük és tömegének meghatározása után térfogati sűrűségét a térfogat alapján kiszámítjuk. Ezután a dohánynak a 14 orsós egységbe való beadagolást megelőzően fennállott állapot előtt, tehát az összenyomás előtti laza szerkezetére jellemző térfogat meghatározható, a beadagolt dohány tömege és a laza kitöltésre kapott térfogati sűrűség alapján. A 36 dohányadag által lazán kitöltött térfogatra így adódó értéket ezután az összenyomott dohányadag térfogatával osztjuk, vagyis a 14 orsós egység térfogatával, aminek alapján az összenyomási ráta képezhető. Az összes adatot az impregnáló zónába vezetett 36 dohányadag aktuális nedvességtartalma alapján szükség szerint korrigáljuk. Ha az impregnálás térfogata egy 14 orsós egységnél mintegy 410 cm³, a laza szerkezetben mintegy 820 cm³ térfogatot kitöltő 36 dohány adag összenyomása esetén az összenyomási ráta értéke 2:1.

HU 215 525 Β

A továbbiakból még nyilvánvalóvá váló módon a 14 orsós egységben a 36 dohányadag számára biztosított tér kisebb, mint a nagynyomású fluid közeg részére kijelölt teljes térfogat. A 14 orsós egységhez tartozó 54 radiális és 56 axiális irányú bevezetés, valamint az 58 horony a nagynyomású fluid közeget befogadó teret képez, amelyet azonban az 59 ernyő jelenléte miatt a 36 dohányadag nem tud kitölteni. A 36 dohányadag részére fenntartott teret, vagyis a 22 impregnáló kamrába tömörítve beadagolt dohány által elfoglalt térfogatot kisebbre választjuk, mint az impregnáló fluid közeg részére fenntartott teret. A 36 dohányadag ennek megfelelően általában az impregnáló fluid közeg részére biztosított térfogat mintegy 75-80%-át kitevő térfogatot foglalhat el, ahol az impregnáló folyadék a különböző csatornákat és bevezetéseket tölti ki, ahova a dohány már nem juthat el.

Az 1. ábrán bemutatott berendezésben a 64 akkumulátornak fontos szerep jut. Ez többféle módon hozható létre, néhány célszerű kialakítást a 3a., 3b. és 3c. ábra mutat be. A 64 akkumulátor feladata a kritikus értékeket meghaladó nyomású és hőmérsékletű fluid közegek lényegében egyenletes térfogatáramának bevezetése az 1. ábra szerinti berendezésbe. A 3a. ábra olyan 64 akkumulátort mutat, amely gázokból álló közeg befogadására alkalmas. Ez a 64 akkumulátor nagynyomású, magas hőmérsékletű impregnáló fluid közeget biztosít, például

17,5.10⁶ Pa (2500 psig) nyomású és 129 °C-ot (200 °F) meghaladó hőmérsékletű propánt, amely a 14 orsós egység 22 impregnáló kamrába jut. A 64 akkumulátor magas hőmérsékletnek és nagy nyomásnak ellenálló anyagból, például magas széntartalmú acélból készült 100 cső alakú házat tartalmaz, amelyet 102 belső felületén felkeményítünk. A 64 akkumulátor végeit egy-egy 104 és 106 záróelem fedi le, amelyekben rendre 108 és 110 beadagoló vezetékek végei helyezkednek el. Ez utóbbiak a nagynyomású gáz vezetésére szolgálnak. A 104 és 106 záróelemek 112 csavarmenet révén szoríthatók a 100 cső alakú ház végeire. A 104 és 106 záróelemek mindegyikéhez egy-egy lengéscsillapító tartozik, amelyek párba állított 115 tányérrugókkal megtámasztott 114 gyűrű alakú támaszokat tartalmaznak, ahol a 115 tányérrugók például Bellville-féle távtartókat alkotnak.

A 100 cső alakú házon belül központilag, a hossztengely mentén elmozgathatóan 116 dugattyú helyezkedik el, amely 118 és 120’ folyadékzónát határoz meg. A 118 és a 120’ folyadékzóna egymástól térben el van választva. A 116 dugattyú nagy szilárdságú anyagból, például foszforbronzból van kialakítva. A 116 dugattyú külső kerülete mentén 119 elcsúsztatható tömítőelem van elrendezve, amelynek feladata a 118 folyadékzóna hermetikus lezárása, a 116 dugattyú mozgása közben a 120’ folyadékzónától való elválasztása. A 119 elcsúsztatható tömítőelem semleges anyagú, jól hajlítható, radiális irányban kifelé megnyújtható, ezért a 116 dugattyú külső felülete és a 100 cső alakú ház 102 belső felülete között kiváló lezárást tesz tehetővé.

A 3a. ábrán a 119 elcsúsztatható tömítőelem egy célszerű megvalósítása vehető ki. Ez az elem öt egymástól elválasztott szén alapú anyagból kiképzett 120, 121, 122, 123 és 124 szorítógyűrűből áll, amelyek a

116 dugattyú felső felületéhez kapcsolódnak és a 116 dugattyú külső felülete, valamint a 100 cső alakú ház 102 belső felület közötti teret kitöltve hermetikus zárást adnak. A 121, 122 és 123 szorítógyűrűk belül helyezkednek el, anyaguk célszerűen nagyobb rugalmasságú, mint a széleken elhelyezkedő 120 és 124 szorítógyűrűké. A 120, 121, 122, 123 és 124 szorítógyűrűk például a GRAFOIL jelű szén alapú fóliából készülnek, a találmány szerinti berendezés megvalósításában a 121, 122 és 123 szorítógyűrűket az A. W. Chesterson Co. által NS Style 5300 jel alatt szállított szilárd öntött gyűrűkkel, míg a 120 és 124 szorítógyűrűket ugyanennek a cégnek az NS Style 5600 GTP HD jel alatt szállított szilárd öntött gyűrűivel valósítottuk meg. Természetesen ez csak egy előnyös lehetőség, minden olyan anyagú és szerkezetű szorítógyűrű alkalmazható, amely a 116 dugattyú mozgása során az adott feltételek között a 118 és a 120’ folyadékzónák között a kívánt mértékű hermetikus zárást biztosítani képes.

A 120, 121, 122, 123 és 124 szorítógyűrűket 126 gyűrű alakú megfogóelem tartja össze, amelyet axiális irányban az említett elemekhez 130 gyűrű alakú szorítóelem 128 fülei szorítanak a felülethez. A 130 gyűrű alakú szorítóelemet a 116 dugattyúhoz 132 csavarmenetes pecek szorítja, amely egy adott értékű előfeszítést biztosít 134 előfeszítő elem révén. Ez utóbbi például mintegy 19 mm átmérőjű laprugó, amilyet az A. W. Chesterson Co. Style 55003/4 jel alatt szállít. A 132 csavarmenetes pecek által biztosított összenyomó erő hatására a 130 gyűrű alakú szorítóelem és a 126 gyűrű alakú megfogóelem a 122, 123 és 124 szorítógyűrűket úgy fogja össze, hogy ennek hatására a 134 előfeszítő elemek alakváltozása a 132 csavarmenetes pecek megszorításával létrejön. Ennek eredményeként a 120 és a 124 szorítógyűrűk radiális irányban kifelé kitágulnak és így a 116 dugattyú mozgása közben külső felülete és a 100 cső alakú ház 102 belső felülete között a szükséges szilárdsági tömítés kialakul.

A 3 a. ábra szerinti megoldásnál a 64 akkumulátorba nagy nyomás alatt semleges gázt, például nitrogént vezetünk be. Az adott esetben 42.10⁶ Pa (6000 psig) nyomású gáz a 118 folyadékzónában helyezkedik el, míg a

17,5.10⁶ Pa (2500 psig) nyomású impregnáló folyadék, például propán a 120’ folyadékzónát tölti ki. Ha a 120’ folyadékzónából a nagynyomású impregnáló folyadékot az 1. ábra szerinti berendezésbe továbbítjuk, a 116 dugattyú gyors mozgással a 104 záróelemmel kerül kapcsolatba és az erőt a 115 tányérrugó, mint erőabszorbeáló elem fogja fel. Ezután az impregnáló folyadékot a 64 akkumulátorba visszaszivattyúzzuk, amíg a kívánt értékű, például 17,5.10⁶ Pa nyomás ki nem alakul.

A 3b. ábrán bemutatott 64 akkumulátor egy másik előnyös kialakítási módot jelent, amelynél hidraulikus folyadék biztosítja a működtetést. Ez a 64 akkumulátor szintén a találmány szerinti berendezés hasznos alkotóelemét jelenti. A 3a. ábrán látható 64 akkumulátorral összehasonlítva a 3b. ábrán bemutatott változat szintén nagynyomású impregnáló folyadékot, például 17,5.10⁶ Pa nyomású propánt alkalmaz, amelyet a 14 orsós egységnek az 1. ábrán bemutatott impregnáló zónáját alko8

HU 215 525 Β tó 22 toraid alakú térbe vezetünk. A 64 akkumulátor felépítésében a 3a. ábrán látható szerkezettel számos közös vonást mutat. így például a 100 cső alakú ház, annak 102 belső felülete, a 104 és 106 záróelem, a nagynyomású gázt bevezető 110 járat, a lengéscsillapító, pontosabban ütést felfogó párba állított 115 tányérrugók itt is fellelhetők. A 104 és 106 záróelemek elhelyezkedése a 3a. ábra kapcsán bemutatott elveket követi, azzal a különbséggel, hogy a 104 záróelemben nincs olyan 108 járat kiképezve, amely a nagynyomású gáz továbbítására szolgálna. Az ábra szerint a lengéscsillapító eszköz 300 lengéscsillapító füllel lehet kiképezve.

A 3b. ábrán bemutatott 64 akkumulátor hidraulikus folyadékkal működik. Ennél a 64 akkumulátornál hagyományos felépítésű 302 hidraulikus dugattyút használunk, amely közös 304 dugattyúrúd segítségével a 116 dugattyúhoz kapcsolódik. A 3b. ábrán bemutatott 116 dugattyú felépítését tekintve lényegében azonos a 3a. ábrán látható központosítottan elhelyezett 116 dugattyúval, azzal a különbséggel, hagy egyik vége a közös 304 dugattyúrúdhoz kapcsolódik. A 100 cső alakú házon belül rögzítetten 306 ütköző van elhelyezve, amelynek két oldalán a 118 és a 120’ folyadékzóna van kiképezve. A 306 ütközőben 307 nyílás van kialakítva, amely a 304 dugattyúrúd befogadására szolgál és ez utóbbi axiális irányban váltakozó mozgást végezve a 307 nyílásban van megvezetve.

A 118 folyadékzóna 308 járattal van ellátva, amelyen át a hidraulikus folyadék, például növényi olaj a 118 folyadékzónába juttatható, illetve onnan elvezethető. A 308 járat beömlőnyílása a 118 folyadékzónával kapcsolódik és ezen át impregnáló folyadék, például propán 17,5.10⁶ Pa nyomás mellett a 120’ folyadékzónába vezethető. Amikor a 120’ folyadékzónából a nagynyomású impregnáló közeget az 1. ábra szerinti berendezésben létrehozott 22 toroid alakú térbe, mint impregnáló zónába vezetjük, a 116 dugattyú gyors mozgással a 104 záróelemhez szorul és az ekkor létrejövő erőket a 115 tányérrugó, mint erőt abszorbeáló tag fogja fel, amiről az előzőekben már szó volt. Az impregnáló fluid közeget ezután a 64 akkumulátorba visszaszívatjuk, mégpedig addig, amíg a kívánt, például 17,5.10⁶ Pa körüli értékű nyomás kialakul.

Az állandó helyzetben beépített 306 ütköző biztosítja azt is, hogy a propánból kiszivárgó rész és a hidraulikus folyadékból kiszivárgó rész ne keveredhessen össze. Az elszivárgó propánt a 310 járat révén propánt visszanyerő zónába vezetjük. Itt a propán elégethető vagy véggázba adagolható, és így olyan gázt állítunk elő, amely az impregnáló zónából kinyert fluid közeg visszanyerésére szolgál, vagy pedig azt a 74 visszanyerő kéménybe vezetjük. A hidraulikus folyadékból elszivárgó részt 312 járaton át a hidraulikus folyadékot visszanyerő zónába vezetjük, amely például a rajzon nem ábrázolt tartályt képez.

A 3b. ábrán bemutatott módon a 64 akkumulátorhoz 314 fütőburkolat rendelhető, amely a 100 cső alakú ház külső felületéhez illeszkedik. A 314 fütőburkolat kialakításánál a szakmában szokásosan folyadékok fűtésére és tartályon belül folyadék hőmérsékletének fenntartására szolgáló eszközök mind szóba jöhetnek. Az itt bemutatott kiviteli alaknál a 314 fütőburkolat rendeltetése a 120’ folyadékzónát kitöltő fluid közeg impregnálása. Ennek megfelelően a 314 fütőburkolat a 120’ folyadékzóna folyadékkal kitöltött hossza mentén húzódik, mint ezt a 3b. ábra mutatja. Szakember számára nyilvánvaló, hogy a 314 fütőburkolat hosszának a találmány szempontjából nincs lényegi szerepe, az a 3c. ábrán bemutatott módon a 64 akkumulátor 100 cső alakú házának teljes hossza mentén létrehozható. A 314 fütőburkolat például hagyományos módon hőt átadó egység, amelynek hőforrását 316 beömlővezetéken át beadagolt és 318 kiömlővezetéken át elvezetett fűtött olaj képezheti.

A találmány szerinti berendezés létrehozásánál fontos 64 akkumulátor egy még további célszerű megvalósítását a 3c. ábra mutatja. Itt is a 3a. és 3b. ábrán látható megoldásokhoz hasonlóan a 64 akkumulátor nagynyomású impregnáló folyadék továbbítására alkalmas, például erre a célra mintegy 17,5.10⁶ Pa nyomású propánt választunk, amelyet a 64 akkumulátorral az 1. ábra szerinti berendezés 14 orsós egységében kijelölt és impregnáló zónaként funkcionáló 22 impregnáló kamrába csatlakoztatunk. A 3b. ábrán látható 64 akkumulátorhoz hasonlóan a 3c. ábra szerinti megoldásnál is a 3a. ábrán bemutatott 64 akkumulátorral számos vonatkozásban azonos jellegű elemeket alkalmazunk. A 3c. ábrán látható 64 akkumulátor tehát itt is 102 belső felülettel kialakított 100 cső alakú házat, 104 és 106 záróelemet tartalmaz, amelyekhez nagynyomású gázt továbbító 110 járat csatlakozik, továbbá a 100 cső alakú házban központosítottan a 116 dugattyú helyezkedik el. A 116 dugattyú két egymástól elválasztott folyadékkal kitöltött térfelet határoz meg, mégpedig a 118 folyadékzónát és ezzel szemközti oldalon a legalább egy 120’ folyadékzónát. A 104 és 106 záróelemek, valamint a 116 dugattyú elrendezése a 3a. ábra kapcsán ismertetett alapelveket követi, azzal a különbséggel, hogy a 104 záróelemhez nincs olyan 108 járat rendelve, amely nagynyomású gáz vezetésére szolgálna. A 116 dugattyú ezen kívül egyik végénél 322 csatolórúd megfogására alkalmas, mint erre a későbbiekben még visszatérünk.

A 3 c. ábra szerinti 64 akkumulátornál a 116 dugattyú a 322 csatolórúd közvetítésével 324 hidraulikus működtető eszközhöz, például megfelelően kiképzett motorhoz kapcsolódik, amelynek révén a 64 akkumulátoron belül a 116 dugattyú mozgatható. A 324 hidraulikus működtető eszköz a szakmában szokásos bármilyen hidraulikus elrendezés lehet, amely alkalmas hidraulikus nyomás mechanikai munkává való átalakítására. így az ábrán bemutatott megoldásnál a 324 hidraulikus működtető eszköz 326 cső alakú házat tartalmaz, amelynek nyílásait 328 és 330 záróelemek fedik le. A 326 cső alakú ház olyan hengert alkot, amelyben központosán 332 dugattyú helyezkedik el és ez a belső térben mozgatható. A 332 dugattyú 334 és 336 hidraulikus folyadékos zónákat határoz meg, amelyek egymással szemben, egymástól elválasztva helyezkednek el. A 334 hidraulikus folyadékos zónához 338 járat, a 336 hidraulikus folyadékos zónához 340 járat kapcsolódik. A 338 járat 342 hidraulikus folyadék bevezetésből a hidraulikus folyadékot

HU 215 525 Β

344 csövön keresztül szállítja, míg a 340 járat a hidraulikus folyadékot 346 vezetéken át a 342 hidraulikus folyadék bevezetéshez juttatja vissza. Ezt a folyadékáramlást a rajzon ábrázolt nyíl mutatja. A 324 hidraulikus működtető eszköz 348 csatolórudat is tartalmaz, amely axiális irányban a 332 dugattyúból kiindulva a 334 hidraulikus folyadékos zónán, majd 350 nyíláson át a 328 záróelemhez csatlakozik. A 348 csatolórúd a 322 csatolórúddal úgy van összekapcsolva, hogy a 348 csatolórúd alternáló mozgása a 322 csatolórúd hasonló mozgását és ennek révén a 100 cső alakú házon belül a 116 dugattyú oda-vissza mozgatását eredményezi.

A 120’ folyadékzónát, mint az előzőekben már említettük, előre meghatározott, például 17,5.10⁶ Pa nyomású impregnáló folyadék tölti ki. Ha a nagynyomású impregnáló fluid közeget a 324 hidraulikus működtető eszköz a 120’ folyadékzónából kiszorítja és az az impregnáló térbe, az 1. ábra szerinti 22 toraid alakú térbe jut, a 116 dugattyú igen gyors mozgással a 104 záróelemmel hozható érintkezésbe, amikor is a keletkező erőket a 115 tányérrugó vagy hasonló abszorbeáló eszköz fogja fel. Ezután az impregnáló fluid közeget a 64 akkumulátorba visszaszivattyúzzuk, amíg a kívánt, például nagyjából 17,5.10⁶ Pa nyomású folyadéktér ki nem alakul.

Az 1. ábra alapján a találmány szerinti berendezés működése során a propánt a 64 akkumulátor nagynyomású fluid közeget befogadó zónájába az ábrán nem látható szivattyú segítségével adagoljuk. Amikor a 64 akkumulátorból gáz szabadul fel, a nyomás csökkenését az ábrán szintén nem bemutatott érzékelő követi és jelének hatására olyan vezérlő áramkör lép működésbe, amely szivattyút indít és ez a 64 akkumulátort a kívánt összetételű nagynyomású fluid közeggel, például propánnal azonnal tölteni kezdi. A gáztöltésű 64 akkumulátor mintegy 5-30 s időtartam alatt tölthető fel, ami lényegében azonos azzal, amennyit a 36 dohányadag a 22 toraid alakú térben impregnálás céljából eltölt (1. ábra).

A találmány szerinti eljárást a 4. ábra folyamatábrája alapján ismertetjük. Ez a folyamat részben azonos az US-A 4,531,569 lajstromszámú (bejelentője: White és Conrad) US szabadalmi leírásban bemutatott folyamattal. Az eljárás megvalósítása során propánt tartalmazó nagynyomású és magas hőmérsékletű egységet, például a 3a., 3b. vagy 3c. ábra szerinti 64 akkumulátort működtetünk 150 lépésben. A 150 lépés megvalósításához nem feltétlenül kell a 64 akkumulátort felhasználni, erre a célra más eszközök is alkalmasak. A nagynyomású és magas hőmérsékletű közeg, például propán befogadására a viszonylag nagy térfogatú gáztartályok is alkalmasak. Kipróbáltuk a Metál Bellows jelű akkumulátorszerű eszközöket is, amelyeket a Parker Bertea Aerospace, Parker Hannfin Corp., Metál Bellows Division cég (Moorpark, Califomia, US) szállít, és amelyek rendeltetésszerű működésükkel a találmány megvalósítására alkalmasak.

A propán nyomását az előzőekben említett 17,5.10⁶ Pa nyomás környezetében tartottuk, mégpedig a mintegy

14.10⁶ Pa és 21.10⁶ Pa határok közötti tartományban, előnyösen annak felső felében. A találmány szerint célszerűnek bizonyult, ha az impregnálást igen rövid, 5 s és s közötti időtartammal hajtottuk végre, és a nagy nyomások mellett ez az impregnálási idő biztosította a dohány térkitöltő kapacitásának jelentős növekedését, amely adott esetben 50-100%-ot ért el. A propán hőmérsékletét általában 138 °C fölött tartottuk, célszerűen 149 °C és 204 °C (300 °F és 400 °F) között, a vizsgálatok szerint már a 149 °C és 157 °C (300 °F és 315 °F) közötti tartomány is igen jó eredményeket hozott. Ez az impregnáló közeg kiegészítő hőforrásként szolgált a 22 impregnáló kamrában levő 36 dohányadag számára.

A 155 lépésben a dohányt, amely célszerűen vágott alakban van jelen, előnyösen előmelegítettük, mielőtt a 22 impregnáló kamrában impregnálásnak vetettük volna alá. Az előmelegítés szintén kiegészítő hőforrásként szolgál, amikor is az impregnáló zónában a kívánt műveletek megfelelően rövid ciklusideje érhető el. A 36 dohányadagot célszerűen 52 °C-t (125 °F) meghaladó hőmérsékletre melegítettük elő, erre a célra általában a 60 °C-nál nagyobb hőmérsékleteket választottuk, és igen jó eredményeket értünk el a 66 °C és 71 °C között hőmérsékletek alkalmazásával. Ha a 36 dohányadag környezetébe nedvességet juttatunk, ezzel a dohány hajthatóságát javítjuk. A találmány megvalósítása során célszerűnek bizonyult a 16 tf% és 30 tf% közötti nedvességtartalom biztosítása, adott esetben azonban ennél magasabb nedvességtartalom is kedvező eredményeket hozhat.

A dohány előmelegítéséhez számos különböző megoldás alkalmazható. Ide sorolhatók a hevített dobokkal történő kezelés, a mikrohullámú energia becsatolása vagy gőz beadagolása. A gőz beadagolását találtuk a leginkább kedvezőnek, mivel ez a teljes térfogatban képes a 36 dohányadagot átjárni, a hőt annak átadni és egyidejűleg a szükség szerinti nedvességtartalom beállítását is szolgálja.

Az előmelegített 36 dohányadagot ezután 160 lépésben összenyomjuk. Az előzőekben már említettük, hogy a 36 dohányadag összenyomásával térfogatát csökkentjük, mégpedig célszerűen 1,25:1 összenyomási rátát meghaladó mértékben, amelyet azonban előnyösen legalább 1,5:1 értékűnek választunk. A találmány szerinti eljárás megvalósítása szempontjából még jobb eredményeket biztosított a 2:1 értékűnél nagyobb, és adott esetben a 3:1 értékűnél nagyobb összenyomási ráták alkalmazása. Az összenyomás révén a 36 dohányadag térfogati sűrűsége megnövekszik, és nyilvánvaló módon a 14 orsós egység 22 impregnáló kamrába az összenyomás előttihez képest jóval nagyobb térfogati sűrűségű dohány adagolható. A szakemberek jól tudják, hogy a laza szerkezetű dohányadagok térfogati sűrűségei igen széles határok között változhatnak attól függően, hogy a dohány leveles vagy vágott vagy más formában van jelen, és ugyancsak ezt befolyásolja a dohány nedvességtartalma, fajtája és néhány más tényező. Ha a dohány térfogati sűrűsége mintegy 55.10⁴ kg/m³, amit 12 tömeg% nedvességtartalom mellett számítunk, a találmány szerinti eljárás jól megvalósítható. Ha a térfogati sűrűséget növeljük, ez bizonyos határok között a lazítás azonos mértékének eléréséhez szükséges ciklus idejét növeli, míg ha ugyancsak 12 tömeg% vagy na10

HU 215 525 Β gyobb nedvességtartalom mellett számított 70.10⁴ kg/m³-t meghaladó, és 85.10⁴ kg/m³ alatt maradó térfogati sűrűségek esetén a találmány szerinti eljárás megvalósításánál 20 s alatti impregnálási időket sikerült elérni, amelyek eredményeként a lazított dohány térkitöltési kapacitása 50-100%-kal növekszik.

Az összenyomott dohányt ezután 165 lépésben impregnáljuk, amelynek helye az 1. ábra szerinti 14 orsós egység 22 impregnáló kamrája. Impregnáló fluid közegként általában propánt javasolunk alkalmazni, és a dohány előmelegítésével, valamint a propán melegítésével a 36 dohányadagba juttatott hő általában elegendő ahhoz, hogy 116 °C és 132 °C közötti hőmérséklet-tartományban az impregnálás megfelelő módon megtörténjen. A legcélszerűbb a 127 °C fölötti hőmérsékletek alkalmazása az említett felső határérték mellett. Úgy találtuk, hogy ha 127 °C körüli hőmérsékletet és 17,5.10⁶ Pa nyomást biztosítottunk, a 36 dohányadag megfelelő mértékű impregnálása legfeljebb 5 s-ot vett igénybe, és adott esetben még rövidebb idők is elérhetők voltak, amit mindenképpen a dohány és a propán előmelegítésének tudhatunk be.

Szakember számára nyilvánvaló, hogy a cseppfolyósított propánt magasabb hőmérsékletre melegítve a dohány előmelegítésének mértéke csökkenthető, az impregnáló zónában így a kívánt hőmérsékleti feltételek ugyancsak jól beállíthatók. A tapasztalat azonban arra figyelmeztet, hogy a propánnál alkalmazott hőmérsékletet nem szabad egy bizonyos korláton túl emelni, mivel az impregnálási zónában levő dohány ennél a hőmérsékletnél már károsodhat. A jelen találmány esetében igen célszerű, hogy az impregnálásra szolgáló fluid közeg kis mennyiségére van szükség, ezért a dohány hőmérsékletét emelni képes impregnáló fluid közeg csak viszonylag kis mértékű hőmérséklet-emelkedést biztosít. A dohány fellazítására szolgáló lazítószer tömege általában nem haladja meg a kezelendő dohány tömegét. Ezért a hőmérsékleti viszonyok beállításánál nem ajánlatos a dohányról megfeledkezni.

A dohány impregnálására szolgáló zónában a hőmérsékleti viszonyok beállítása más ismert módon is elképzelhető, például megfelelő teljesítményű fűtőberendezés alkalmazásával. A rendkívül rövid ciklusidők miatt azonban úgy találtuk, hogy a dohány előmelegítését célszerű elvégezni és az előmelegített dohány a nagynyomású, megemelt hőmérsékletű propánnal együttesen képes a kívánt kiváló eredményeket biztosítani. Itt olyan tapasztalatról számolunk be, amelynek elméleti alátámasztását eddig nem találtuk meg, a jelenséget teljes egészében nem igazán értjük. Az eredmény azonban magáért beszél, és feltételezésünk szerint az előmelegített dohány az impregnálásra használt fluid közeget a megemelt hőmérséklet miatt nagyobb ütemben képes befogadni, mint szobahőmérsékleten, ugyanis a dohány megemelt hőmérsékleten könnyebben hajlítható.

Az összenyomott és impregnált dohányt viszonylag rövid ideig tartjuk impregnálási feltételek között, általában 1 -2 s már elegendő, és legfeljebb 20 s-re van szükség a dohányok többségénél. A 4. ábra folyamatábrájában 170 lépés képviseli a nyomás ezt követő csökkentését. A nyomás lecsökkentése célszerűen pillanatszerű folyamatban zajlik, vagyis 1 s-nél általában nem hoszszabb időket állítunk be. Ez a beállítás úgy érhető el, hogy olyan gyors működésű szelepeket alkalmazunk, amelyek kiömlése elegendően nagy a túlnyomást okozó közeg gyors kiengedésére. Ezután az összenyomott dohányt szinte azonnal eltávolítjuk az impregnálási zónából, és ezzel a lazításhoz szükséges feltételeket beállítjuk, illetve szabályozzuk. A dohányt előnyösen száraz vagy melegített levegő kényszeráramával hozzuk érintkezésbe, aminek révén nedvességtartalma a kívánt szintre állítható be, például 10-12 tömeg% értékre, ami elősegíti, hogy a lazított dohány a kívánt térbeli szerkezetet vegye fel, illetve annak kialakulása után azt megőrizze.

A lazítószer célszerűen propán vagy ehhez hasonló hatású anyag, amivel kapcsolatban a már felhozott US-A 4,531,529 lajstromszámú US szabadalmi leírásra utalunk. Az ebben a dokumentumban felsorolt lazítószerek, és közöttük a propán alkalmazása esetén nincs szükség arra, hogy a dohányt lazított szerkezetének stabilizálása céljából felmelegítsük. Ezen túlmenően az a kedvező tapasztalat is adódik, hogy a kezelt dohány illékony ízesítő és szagosító összetevői, a cukrok és hasonló anyagok alapvető mennyisége nem távozik el, mivel a hevítés nem megemelt hőmérsékleten történik. A találmány azonban természetesen nem csak az említett, illetve az idézett szabadalmi okiratban meghatározott lazítószerekkel valósítható meg, hanem mások is alkalmasak erre a célra, közöttük azok is, amelyek a lazítás kívánt mértékének elérésére és a kialakult szerkezet rögzítésére melegítést igényelnek.

Az 5. ábrán a találmány szerinti, az 1. ábrán látható berendezés vezérlésére szolgáló eljárás egy példakénti megvalósítását mutatjuk be. Ez a vezérlési eljárás arra szolgál, hogy a dohány kívánt mértékű lazítását rövid ciklusidők, általában 20 s-nél rövidebb időtartamok alatt érhessük el. A javasolt vezérlőrendszer és a hozzá hasonló elrendezések olyan érzékelőket tartalmaznak, amelyek a találmány szerinti berendezés működése során a hőmérsékleti és a nyomási viszonyokat érzékelik, mivel enélkül lényegében elképzelhetetlen, hogy csak manuális vezérléssel a kívánt lazítási feltételeket beállíthassuk és egyúttal a lazítás ciklusideje 20 s alatt maradjon. A vezérlés megvalósítható pneumatikus, elektromos vagy elektropneumatikus elrendezésekkel, ezenkívül nyilvánvaló módon szakember köteles tudásához tartozóan lehet mikroprocesszort a vezérlés rendszerébe iktatni.

Az 5. ábra folyamatábrájára visszatérve 200 lépésben megfelelő érzékelők jeleit olvassuk le annak érdekében, hogy ellenőrizzük, vajon a 14 orsós egység a 24 berakodási pozícióban van-e és a 24 berakodási pozíciónál elegendően nagy méretű dohányhalmaz vár berakodásra. Ha a kijelölt feltételek teljesülnek, az eljárás 205 lépésben folytatódik, amikor a 32 hengeres betöltőelem mozgása megindul, és velük a 14 orsós egységben a 36 dohányadag létrejön. Helyzetérzékelő szelep vagy hasonló eszköz segítségével megállapítjuk, vajon a 32 hengeres betöltőelemek a kívánt 24 berakodási pozícióban vannak-e és ha igen, a vezérlést a 210 lépésben

HU 215 525 Β folytatjuk. A 210 lépésben a 28 hidraulikus dugattyú működésbe lép és a 14 orsós egységet a 12 hengeres fal belső terébe tolja, ahol alkalmasan kiképzett érzékelő, például helyzetérzékelő szelep vagy hasonló biztosítja a 14 orsós egység helyzetének követését. Miután a 14 orsós egység a 12 hengeres falon belül kívánt helyzetbe kerül, a vezérlés 215 lépésben folytatódik. A 215 lépésben szelepet nyitunk annak érdekében, hogy 45 hidraulikus akkumulátorból a hidraulikus folyadékot a 40 és 42 felfújható tömítőelemekbe vezessük. A 45 hidraulikus akkumulátor célszerűen legalább annyi hidraulikus folyadékot tartalmaz, hogy segítségével mintegy 20,9 MPa nyomás mind a 40, mind a 42 felfújható tömítőelemben beállítható legyen, és ez a beállítás legfeljebb 1 s-ot, de célszerűen ennél sokkal rövidebb időt vegyen igénybe. A 40 és a 42 felfújható tömítőelemen belül a hidraulikus folyadék nyomását ellenőrizzük, és amikor az a kívánt, például 20,9 MPa értéket eléri, a vezérlés 220 lépésben folytatódik.

A 220 lépésben a 60 gyors működésű szelepet nyitjuk és időzítő egységet indítunk. Ez lehetővé teszi, hogy ha a propán, mint lazítószer legalább 13,9 MPa körüli nyomáson van, míg a hőmérséklet legalább 149 °C-t ér el, az impregnálásra szolgáló lazítószer a 22 impregnáló kamrába áramoljon. Ilyen feltételek mellett, és különösen a dohánynak a 22 impregnáló kamrában történő előmelegítése mellett az impregnálás igen gyorsan lezajlik, és ezért az időzítő egységben rövid, néhány másodperctől 15-20 s-ig tartó ciklusidők állíthatók be. Az impregnálás időzítését a nedvességtartalom alapján, a hőmérsékleti viszonyokra és a dohány sűrűségére támaszkodva lehet beállítani, ilyenkor az impregnáló zónát alkotó 22 impregnáló kamrában viszonyait vesszük figyelembe. Ha az időzítő a beállított időtartam lefútását jelzi, a vezérlés 225 lépésben folytatódik, amelynél a betöltő 60 gyors működésű szelepet zárjuk. Érzékelővel követjük a 60 gyors működésű szelep zárását és ha ez megállapítható, a vezérlés azonnal 230 lépésre megy át, amely a 62 gyors működésű szelep nyitását biztosítja, és ezzel szellőztetést indít.

Ezt követően a vezérlés 235 lépésben folytatódik, amikor is a 22 impregnáló kamrában elhelyezett nyomásérzékelő jelzéseit viszonylag gyors egymásutánban olvassuk le annak megállapítása érdekében, hogy az impregnáló zónában a nyomás elérte-e az előre meghatározott alacsony szintet, amely például 170 kPa és 240 kPa között van. Ennél a nyomásnál a vezérlést 240 lépésben úgy folytatjuk, hogy a 40 és 42 felfújható tömítőelemből megfelelő szelepek révén a hidraulikus folyadékot eltávolítjuk. A 40 és 42 felfújható tömítőelemben uralkodó nyomást megfelelő érzékelővel követjük, és amikor az a kívánt alacsony értékre süllyed le, a vezérlés 245 lépésre megy át.

A 245 lépésben a 28 hidraulikus dugattyút mozgásba hozzuk, és ezzel a 14 orsós egységet a 26 kirakodási pozícióba visszük. Ugyanekkor a 72 olajmentes kompresszor segítségével a 14 orsós egységre nagy nyomás alatt levegőt vagy gázt irányítunk, mégpedig a 26 kirakodási pozícióba való mozgatás közben. A következő 250 lépésben érzékelővel követjük a 14 orsós egység mozgását és amikor az a 26 kirakodási pozíciót teljes térfogatával elérte, a 28 hidraulikus dugattyú mozgásirányát azonnal megváltoztatjuk, és ezzel a 14 orsós egységet újból a 24 berakodási pozícióba visszük át. A vezérlés 255 lépésben folytatódik, amelynél a megfelelő érzékelők jelei alapján megállapítjuk a 14 orsós egységnek a 12 hengeres falon belül elfoglalt helyzetét és egyidejűleg a 72 olajmentes kompresszort lekapcsoljuk. Ezzel a ciklus befejeződött, és a vezérlés a 200 lépésre visszaadható.

A dohány lazítására szolgáló eljárásokat és berendezéseket a fentiekben mindenekelőtt propán alkalmazása mellett ismertettük. Ez igen hasznos lazítószer, amit célszerűen a kritikus hőmérsékletet biztosító feltételek között vagy ennél magasabb hőmérsékleten alkalmazunk a 36 dohányadag impregnálására és egyidejűleg a nyomást is a kritikus értékhez közeli, vagy azt meghaladó szinten tartjuk. A dohány lazítására szolgáló különböző eljárások és berendezések egyéb változatainál megállapításunk szerint a javasolt eljárás és berendezés használható. így például a dohány lazításának ez a módszere jelentősen javíthatja azokat a dohány impregnálására szolgáló eljárásokat, amelyeknél az eljárást nagy nyomáson, például legalább 800 kPa nyomáson hajtjuk végre, és ezzel tesszük lehetővé a dohány lazítását. A dohány lazítására szolgáló szer az említetteknél kisebb térfogatra is felhasználható, adott esetben elegendő, ha ennek a szemek a mennyisége jóval kisebb, mint az impregnálási zónába bevitt dohány összetömörítés előtti térfogata, aminek eredményeként a dohány impregnálására és lazítására szolgáló eljárások gazdaságossága általánosságban javítható, ide értve azokat az eljárásokat, amelyeknél a lazítószer az impregnálási zónát az impregnálási munkafolyamat során gáz vagy folyadék, vagy esetleg a kettőből álló fluid jellegű keverék alakjában tölti ki.

A lényegében pillanatszerű bevezetés révén a magas hőmérsékletű és nagynyomású impregnáló zónában az impregnáló fluid közegek, mint a szén-dioxid, a kritikus hőmérséklet és nyomás feltételei között hozzájárulnak ahhoz, hogy a következő melegítési lépés előtt szükséges impregnálási művelet időtartamát jelentősen lecsökkentsük. Ha az impregnálást fluid közeggel végezzük és ezzel a dohányt megemelt hőmérsékleten impregnáljuk, a találmány szerint javasolt előmelegítési lépés jelentős mértékű javítást hozhat az impregnálási ciklusok idejének vonatkozásában, azok ugyanis lerövidíthetők.

A dohánnyal való kitöltés mértékét az előzőekben úgy határoztuk meg, mint az a gyakorlati életben szokásos, vagyis elektronikus működésű automata kapacitásmérőt használtunk, amelyben 9,2 cm átmérőjű tömör dugattyút használunk. Ez a dugattyú hozzá illeszkedő méretű hengerben helyezkedik el, és elcsúsztatásakor mintegy 17,9 kPa nyomást fejt ki a hengerbe bevitt dohányra. Az említett paraméterek lényegében a csomagolás feltételeit szimulálják, vagyis azokat a feltételeket, amelyek a cigarettagyártó berendezésben a cigaretta dohánytöltetére hatnak. A vizsgálathoz általában 50 g tömegű dohánymintát használunk, amelyből lazított szerkezetű anyagot képezünk. A 100 g tömegű minták a nem lazított szerkezetű dohány vizsgálatára szolgálnak.

HU 215 525 Β

A találmány tárgyát az előzőekben több célszerű kiviteli alakra hivatkozással, számos megvalósítási mód bemutatásával ismertettük részletesen. Az itt foglalt útmutatásokra támaszkodva szakember számos további értelemszerű változtatást, módosítást végezhet, ekvivalens megoldásokat találhat, amelyek azonban a jelen találmányt bemutató leírás kitanításába és az oltalmi igényt kijelölő igénypontok körébe esnek.

Claims (32)

1. Eljárás dohány lazítására, amikor is dohányadagot zárt térben rendezünk el és ott impregnáló közeggel hozzuk érintkezésbe, azzal jellemezve, hogy zárt térként nyomástartó edényt alkotó impregnáló kamrát alkalmazunk, a dohányadagot laza állapotban az impregnáló tér térfogatának legalább 150%-át kitevő térfogatú dohány összenyomásával állítjuk elő és az impregnáló kamrába adagoljuk, majd az impregnáló kamrában az impregnálással egyidejűleg lazítószerrel legalább 50%-os lazítást végzünk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dohányadagot laza állapotban az impregnáló térfogat legalább 200%-át kitevő térfogatú dohány összenyomásával készítjük el.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dohányadagot vágott dohányból készítjük.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az impregnálást a lazítószer kritikus körüli vagy azt meghaladó hőmérsékletén hajtjuk végre.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az impregnálást a lazítószer kritikus körüli vagy azt meghaladó nyomásán hajtjuk végre.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy lazítószerként propánt alkalmazunk.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az impregnálást legfeljebb 1 perces időtartammal hajtjuk végre.

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az impregnálást legfeljebb mintegy 30 másodperces időtartammal hajtjuk végre.

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az impregnálást legfeljebb mintegy 20 másodperces időtartammal hajtjuk végre.

10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lazítószert fluid közegként vezetjük az impregnáló kamrába és a fluid közeget az impregnáláshoz kritikus hőmérsékletét meghaladó hőmérsékletre melegítjük, valamint kritikus nyomását meghaladó nyomáson tartjuk.

11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az impregnálást az impregnáló kamrába bevezetett legalább 13,9 MPa nyomású és legalább 116 °C hőmérsékletű, folyékony halmazállapotú propánnal hajtjuk végre.

12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dohányadagot az impregnáló kamrában való elrendezés előtt a környezetit meghaladó hőmérsékletre előmelegítjük.

13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dohányadagot legalább 52 °C hőmérsékletre melegítjük elő.

14. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dohányadagot és az impregnálószert az impregnáló kamrába történő beadagolás előtt a környezeti hőmérsékletnél magasabb hőmérsékletre melegítjük és a felmelegített impregnálószerrel az előmelegített dohányadagot az impregnáló kamrában 116-132 °C közötti hőmérsékletre melegítjük.

15. Az 1-14. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az impregnáló kamrából a lazítószerrel impregnált dohányadagot eltávolítjuk és fellazítjuk.

16. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dohányadagnak az impregnáló kamrából való eltávolítása közben a lazítószerből annyit vonunk el, amennyivel az impregnáló kamrában a nyomást légköri értékre csökkentjük le.

17. Az 1-16. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dohánynak az impregnáló kamrába történő beadagolását, a lazítószerrel való impregnálását, majd az impregnáló kamrából való eltávolítását úgy végezzük, hogy az impregnáló kamrában feldolgozott, az összenyomás előtti térfogatra számított dohánymennyiség az impregnáló térfogat legalább ötszöröse.

18. Berendezés dohány lazítására, amely dohányadagot (36) befogadó zárt térrel van kialakítva, azzal jellemezve, hogy a zárt tér dohányadag (36) megemelt nyomás és adott esetben megemelt hőmérséklet melletti kezelésére alkalmas, nyomástartó edényt (10) alkotó impregnáló kamraként van kialakítva, az impregnáló kamrához laza állapotú dohány összenyomására és az összenyomással készült dohányadag (36) beadagolására alkalmas adagolóeszköz, lazítószer, célszerűen fluid közeg beadagolására és vele a dohányadag (36) impregnálására szolgáló eszköz, valamint az impregnálást követően a dohányadag (36) kiemelésére szolgáló eszköz van csatlakoztatva.

19. A 18. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az impregnáló kamra hengeres fallal (12), a hengeres falon (12) kívül kijelölt berakodást és/vagy kirakodási pozíció (24, 26) és a hengeres falon (12) belüli impregnáló pozíció között a dohányadagot (36) mozgató orsós egységgel (14) van kiképezve, ahol az orsós egység (14) hengeres alakú záróelemekkel (16,18) és ezeket összekötő csatlakozórúddal (20) van kialakítva, a záróelemek (16, 18) és a csatlakozórúd (20) az impregnálási pozíciót kijelölő, a csatlakozónkat (20) körbevevő toraid alakú teret (22) meghatározóan vannak elrendezve, továbbá az impregnáló kamra a hengeres alakú záróelemek (16, 18) és a hengeres fal (12) belső tartománya között az orsós egységen (14) belüli impregnálást pozícióban, amikor a hengeres fal (12) és a záróelemek (16, 18) a hengeres falon (12) belül helyezkednek el, a

HU 215 525 Β hengeres falhoz (12) csatlakozó tömítótagokkal, célszerűen felfújható tömítőelemekkel (40, 42) van ellátva, amelyek a nyomástartó edényben (10) a berakodást pozíciót (24) az impregnálási pozíciótól és az utóbbit a kirakodási pozíciótól (26) választják el.

20. A 18. vagy 19. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a berakodási pozícióban (24) a dohányadag (36) bevezetésére szolgáló eszköz az orsós egységet (14) belső felületén megvezető hengeres falhoz (12) csatlakozóan egymással szemközt elhelyezkedő, hengeres betöltőelemeket (32) megvezető csőszerű idomokkal van ellátva, míg a dohányt összenyomó eszköz a csőszerű idomokon belül váltakozó mozgást visszahúzott és az orsós egységhez (14) illeszkedő kinyúlt pozíció között végző, ezzel a dohányt a csőszerű idomokon belül mozgató és mozgatás közben dohányadaggá (36) alakító, a dohányadagot (36) az orsós egység (14) toroid alakú terébe (22) toló egységgel van kiképezve, ahol a hengeres betöltőelemekben félhenger alakú zárófelületek vannak kiképezve, és a zárófelületek az orsós egység (14) impregnáló kamrát (22) körbevevő hengeres fal (12) belső felületének vonala mentén vannak elrendezve.

21. Készülék dohány impregnálására lazítószenei, amely dohányadagot (36) befogadó zárt térrel van kialakítva, azzal jellemezve, hogy a zárt tér dohányadag (36) megemelt nyomás és adott esetben megemelt hőmérséklet melletti kezelésére alkalmas impregnáló kamraként van kialakítva, az impregnáló kamrához lazítószer, célszerűen fluid közeg beadagolására és vele a dohányadag (36) impregnálására szolgáló eszköz van csatlakoztatva, továbbá hozzá a lazítószert beadagoló eszközzel csatlakoztatott, a lazítószer bevezetését megemelt hőmérséklet és nyomás mellett biztosító akkumulátor (64) van rendelve, ahol az akkumulátor (64) legalább egy fluid közeggel kitöltött zónát meghatározó, annak térfogatát szükség szerint változtató mozgó elemmel, célszerűen dugattyúval (116) van kiképezve, és a fluid közeggel kitöltött zónában a lazítószer van elrendezve.

22. A 21. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a mozgó elem, célszerűen dugattyú (116) az akkumulátor (64) cső alakú házának (100) belső terét legalább két egymástól elválasztott, fluid közeggel kitöltött folyadékzónára (118, 120’) osztja, ahol a folyadékzónák (118,120’) közül az egyik a lazítószert, míg a másik nyomás növelésére szolgáló közeget tartalmaz.

23. A 21. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a mozgó elem, célszerűen dugattyú (116) az akkumulátor (64) cső alakú házának (100) belső terét legalább két egymástól elválasztott, fluid közeggel kitöltött folyadékzónára (118, 120’) osztja, ahol a folyadékzónák (118,120’) közül az egyik a lazítószert, míg a másik nyomás növelésére szolgáló hidraulikus folyadékot tartalmaz.

24. A 21-23. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a mozgó elem, célszerűen dugattyú (116) a folyadékzónát (118, 120’) térfogatának szabályozott változtatására szolgáló hidraulikus működtető eszközre (324) van csatlakoztatva.

25. A 21-24. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a mozgó elem, célszerűen dugattyú (116) a cső alakú ház (100) belső felületére és a mozgó elem külső felületére támaszkodó legalább egy szorítógyűrűvel (120, 121, 122, 123, 124) van ellátva, ahol a szorítógyűrűk (120, 121, 122, 123, 124) a két folyadékzóna (118, 120’) között 13,9 MPa-t meghaladó nyomásig és 93 °C körülinél nagyobb hőmérsékletig hermetikus zárást biztosító módon vannak elrendezve.

26. A 21-25. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a folyadékzónák (118, 120’) egyike lazítószerként propánt tartalmaz.

27. A 21-25. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a folyadékzónák (118, 120’) egyike nyomás növelésére szolgáló fluid közegként nitrogént, míg a másik lazítószerként propánt tartalmaz.

28. A 27. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a folyadékzónák (118,120’) közül a lazítószert befogadó zónában legalább 13,9 MPa nyomás és legalább 93 °C hőmérséklet van, míg a nyomás átadására szolgáló fluid közeg nyomása legalább mintegy 41,5 MPa.

29. A 21-28. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy az akkumulátor (64) hengeres felépítésű cső alakú házzal (100) és ennek belső felületén (102) megvezetett mozgó elemmel, célszerűen dugattyúval (116) van kiképezve.

30. A 21-29. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy az akkumulátorhoz (64) cső alakú házának (100) egymással szemközti végénél beépített záróelem (104,106) van rendelve, ahol a záróelemek (104, 106) felületén ütés felfogására alkalmas csillapítóelemek, különösen tányérrugók (115) vannak elrendezve.

31. A 21-30. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a mozgó elemben, különösen dugattyúban (116) kerületén megtámasztott kenőeszköz van elrendezve, ahol a kenőeszköz a cső alakú ház (100) belső felületével (102) és a mozgó elem, különösen dugattyú (116) külső felületével érintkezésben van elrendezve.

32. A 21-31. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a mozgó elem, különösen dugattyú (116) külső felületét körbevevően elcsúsztatható tömítőelem (119) van elrendezve, amely a mozgó elem, különösen dugattyú (116) külső felülete és a cső alakú ház (100) belső felülete (102) közötti teret hermetikusan lezáróan van kialakítva.