JP4015028B2 - 移動中の棒状要素から成る多層スタックの流れを分離する方法及び棒状要素の多層スタックの流れを分離する弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、特にタバコ産業界の製品のための棒状要素の移動中の非平行流れを分離する方法及び上記流れを分離する弁装置に関する。

タバコ産業界の棒状製品、例えば巻きタバコ又はフィルタロッドの製造ラインでは、製造中、上記製品が製造機から出た後、製品を経路に沿って運搬し、次にこれら製品は包装機で包装され又は倉庫内に配置される。運搬は通常は順序づけられた多層スタックの状態で行われる。製品を生産ライン中の種々の機械に送るために製品の流れを取り扱う必要がある。巻きタバコ又はフィルタロッドは、水平コンベア上で運搬される。巻きタバコをコンベア上に送り、水平コンベアに対し角度をなして配置されたチャネルを経て水平コンベアから収集するのがよく、チャネルは、種々の水平コンベアを互いに連結することができる。棒状製品は、製品の適正な流量を確保する程度までコンベア及びチャネルを満たす。上記製品をチャネル内の棒状要素の下側層の上又は下側層の下で水平コンベアに沿って移動させている間、又は、流れの方向を垂直から水平に、又は水平から垂直に変えている間、能動的な流れの外側層の製品は、隣接のチャネル又はコンベア内に位置する受動的な流れの外側層に沿って転動し、これにより通常、隣接領域内の製品の劣化が生じ、これらは次の生産工程で不合格とされ、相当な損失が生じる。現状においては、棒状製品の質量流量の方向を変える工学的装置がタバコ産業界で知られている。例えば、独国特許第３，５３０，０２８号明細書では、流れの方向を９０°変化させる組立体が開示されており、この組立体の機能は、タバコ産業界の製品を充填機に送ることにある。この組立体は、カバーを備え、このカバーは、２つの隣り合う軸線に回転自在に取り付けられた２つのカバーに連結された弾性メンブレンとして働く。増加した量の製品を垂直平面内の出口流れの領域に集めた後、メンブレンの底部を押し、それにより、引っ込めている間にカバーを開き、それにより垂直チャネルの上方の容器の容積が増大する。独国特許出願第１９，９３８，５４２号明細書に開示されているこの解決策の改造例は、メンブレンを不要にし、これに代えて運動学的に互いに接合された２つの部品で構成されたカバーを用いるという手法を利用しており、従って、カバーの断面の内寸が棒状製品の流れ方向を変える組立体内で棒状製品の流れの変化に自動的に追随するようになっている。米国特許第４，５０７，０４０号明細書では、巻きタバコ又は棒状製品を製造機と包装機との間で運搬する方法及び装置が開示されている。巻きタバコの経路、特に、水平から垂直への流れの方向の変化及び垂直チャネル内への出口を閉鎖する制御方法が詳細に記載されており、チャネルの機能は、巻きタバコを或る場合には中間保管場所内に導くことにあり、これは、巻きタバコの劣化がこれらを転動することによって生じる隣接領域から巻きタバコを取り出すことを目的としている。取り出された巻きタバコは、水平コンベアの遠くの部分中に送られた適当な量の製品で置き換えられる。棒状製品の取扱い装置を開示した米国特許第４，７９５，０２０号明細書では、棒状製品の水平流れの経路中に可動プレートを設け、これにより流れを垂直チャネルから分離する試みがなされた。

本発明は、かかるプレート並びにプレートを駆動する手段に関する種々の技術的な解決策を提供する。上記解決策の欠点は、プレートを製品で満たされたチャネル内に水平に配置している間に棒状製品を損傷する恐れがあるということにある。

本発明によれば、水平コンベアを満たした状態で移動中の棒状要素から成る多層スタックの互いに非平行状態にある流れを分離する方法であって、棒状要素の移動を行わせ、チャネルが角度をなして配置され、棒状要素の移動が重力によって達成され、水平コンベア及び角度をなして配置されたチャネルの断面の通路の内寸が棒状要素の流れの強度を等しくすることができる方法の必須の特徴は、棒状要素が受動的な流れになるコンベア又はチャネルの隣接領域から棒状要素が能動的な流れになるチャネル又はコンベアの領域に棒状要素を移すことにある。移された棒状要素によって占められる空間は、コンベア又はチャネルの幅に等しい半径の筒体の１／４の空間に等しく、筒体の軸線に平行な筒体の扇形部分の壁は、棒状要素の多層スタックの非平行流れを互いに分離する。チャネル内の棒状要素の多層スタックが受動的な流れになる場合、棒状要素を隣接領域から上記チャネルの上方のコンベアの上壁の可動部品によって形成されたコンベアの上方のポケットに移す。

水平コンベアを満たしている移動中の棒状要素から成るスタックの流れを、コンベヤに対して角度をなして配置されたチャネルを満たしている移動中の棒状要素のスタックの流れから分離する方法であって、棒状要素の移動を重力により行わせ、水平コンベア及び角度をなして配置されたチャネルの断面の通路の内寸が流れの強度を等しくすることができる方法の別の特徴は、棒状要素が受動的な流れになるコンベア又はチャネル中の流れの隣接領域内に配置された棒状要素を、形状がコンベア又はチャネルの断面に一致したボア内で停止させ、ボア、筒体の軸線を横切って回転自在に取り付けられた筒体に形成され、ボアの対称面が、筒体の回転軸線とオーバーラップし、筒体の軸線がコンベア又はチャネルの対称面内に位置していることにある。棒状要素の停止は、筒体を回転させることによって達成される。

流れを分離する方法の上記形態は、受動的な流れ中の棒状要素の外側層の劣化を無くし、更に、かかる形態は、棒状要素を所望の速度で移動させる手段となる。棒状要素を受動的な流れから能動的な流れに変えることにより、流れ中の圧力の増大から棒状要素が保護され、その作用効果は又、特定のポケットを適当な形態で設けることにより促進される。棒状要素を隣接領域から移動させても、これらの向きは妨害されず、即ち、棒状要素はタバコ産業界において質量流量の状態である平行な状態に位置決めされる。棒状要素を取り除き又は移した後に生じる空間は、特別に計算された寸法の筒体の壁によって占められるようになり、壁に沿って棒状要素の多層スタックが流れの連続性を妨害しないで移動することができる。

可動バンドを備えた水平コンベアと、角度をなして配置されていて、不動の壁を備えたチャネルとの交差領域に位置する移動中の棒状要素から成る多層スタックの流れを分離する弁装置であって、コンベア及びチャネルの断面の通路の内寸が互いに等しい本発明の弁装置の必須の特徴は、水平コンベアとチャネルの交差領域に回転弁を配置したことにある。回転弁は、水平コンベアの幅及びチャネルの幅に一致した半径及び棒状要素の長さに一致した高さの筒体の扇形部分として形作られており、弁の回転軸線は、筒体の軸線と一致すると共に水平コンベアの上壁の平面と、角度をなして配置されたチャネルの側壁の平面との交線とオーバーラップしている。大抵の場合、弁が筒体の半部を構成することが必要である。

可動バンドを備えた水平コンベアと、角度をなして配置されていて、不動の壁を備えたチャネルとの交差領域に位置する移動中の棒状要素から成る多層スタックの流れを分離する弁装置であって、コンベア及びチャネルの断面の通路の内寸が互いに等しくない形態の弁装置の必須の特徴は、水平コンベアとチャネルとの交差領域に回転弁を配置したことにある。回転弁は、チャネルの幅に一致した半径及び棒状要素の長さに一致した高さの筒体の扇形部分として形作られており、弁の回転軸線は、筒体の軸線と一致すると共に水平コンベアの下壁の平面と、角度をなして配置されたチャネルの側壁の平面との交線とオーバーラップしている。大抵の場合、弁が筒体の１／４を構成することが必要である。水平コンベアの上壁の上方でチャネルの上にはポケットが設けられており、このポケットは、棒状要素の圧力によって駆動される水平コンベアの上壁のヒンジ留め部品によって構成されている。

可動バンドを備えた水平コンベアと、角度をなして配置されていて、不動の壁を備えたチャネルとの交差領域に配置された、棒状要素から成る多層スタックの流れを分離する弁装置の別の形態の必須の特徴は、回転弁を筒体として構成し、その回転軸線がチャネル及び（又は）水平コンベアの対称平面内でチャネルの側壁の平面と水平コンベアの壁の平面の交線から筒体の半径に等しく又はこれよりも僅かに大きな距離のところに配置したことにある。回転弁を構成する筒体内には、貫通ボアが設けられ、この貫通ボアの形状は、水平コンベア又はチャネルの断面に一致し、回転軸線は、ボアの対称面内に位置決めされる。

本発明の弁の全ての形態の利点は、２つの非平行流れの適用速度範囲内で良好に順序づけられたスタックを妨害しないで２つの非平行流れの棒状要素を隣接領域から移し又は取り出すことができるということにある。それと同時に、弁の側壁は、受動的な流れを遮断し、能動的な流れの側壁となる。結果的に弁を先の位置に配置することになる弁の次の回転を、受動的な流れからの良好に配列され且つ変形していない棒状要素が能動的な流れに合流する。

本発明の内容は、例示の実施形態として具体化されている。
図１及び図２に示す本発明の形態によれば、不動の側壁２を備えた幅Ｋの垂直チャネル１は、多層配列スタック５を移動させるのに用いられる可動バンド４を備えた幅Ｐの水平コンベア３上に配置されており、このスタックは、水平コンベア３の上壁６の平面及び下壁７の平面とオーバーラップしており、コンベア３の幅Ｐとチャネル１の幅Ｋは互いに等しい。チャネル１と水平コンベア３の交差領域には、回転弁８が配置されており、この回転弁は、水平コンベアの幅Ｐに一致する半径ｒ及びスタック５内の棒状要素の長さに一致する高さの筒体の半部から成っている。弁８の回転軸線９は、筒体の軸線と一致すると共に水平コンベア３の上壁６の平面とチャネル１の側壁２の平面の交線とオーバーラップしており、筒体の軸線に平行な弁８の壁１０は、能動的な流れの棒状要素と受動的な流れの棒状要素を互いに分離する。

スタック５の能動的な流れがチャネル１内で水平コンベア３の右側部に移動する場合、弁８は、その壁１０でコンベア３の左側の側部を閉鎖し、壁１０の平らな表面は、チャネル１の側壁２の延長部となる。能動的な流れの方向を水平に変える場合、弁８を時計回りに回転させて壁１０の平らな表面を用いて棒状要素をチャネル１の隣接領域から水平コンベア３内へ移動させるが、これによっては流れの圧力は増大しない。というのは、それと同時に空間がコンベア３の領域から弁８の第２の部分を引っ込めた後に生じるからであり、かかる空間をチャネル１からの棒状要素が占めることができる。それと同時に、弁８の丸い壁１０が棒状要素のスタック５をチャネル１の上方部分から分離する。

図３及び図４に示す本発明の別の形態では、幅Ｋ′の垂直チャネル１′が、幅Ｐ′の水平コンベア３′の下に位置し、コンベア３′の幅Ｐ′は、チャネル１の幅Ｋ′よりも大きい。水平コンベア３′とチャネル１′の交差領域には、チャネル１′の幅Ｋ′に一致する半径ｒ′及びスタック５′内の棒状要素の長さに一致する高さの筒体の１／４の形態をした回転弁８′が配置されている。弁８′の回転軸線９′は、筒体の軸線と一致すると共に水平コンベア３′の下壁７′の平面とチャネル１′の側壁２′の平面の交線とオーバーラップしている。水平コンベア３′の上壁６′には、ポケット１１が設けられており、このポケット１１は、上壁６′のところにヒンジ留めされた２つの可動部品１２によって構成されている。筒体の軸線に平行な弁８′の壁１０′は、受動的な流れの棒状要素と受動的な流れの棒状要素を互いに分離する。

スタック５′の能動的な流れが水平コンベア３′に沿って移動し、流れの一部をチャネル１′によって集める場合、弁８′は隠され、壁１０′の真っ直ぐな取付け部は、チャネル１′の側壁２′の延長部となる。チャネル１′内への流れを無くす一方、能動的な流れを水平コンベア３′内で流し続けるため、弁８′を時計回りに回転させて壁１０′の真っ直ぐな取付け部により棒状要素をチャネル１′の隣接領域から水平コンベア３′内へ移動させる。能動的な流れ中に生じた圧力は、ポケット１１が設けられているために即座にゼロになり、このポケットは、弁８′によって動かされた棒状要素の圧力に起因して充填状態になっており、これに対し、ポケット１１の容積は、チャネル１′内で弁８′によって占められる容積に一致している。この状態が続く時間は非常に短い。というのは、棒状要素は、部品１２が上壁６′の平面とオーバーラップする位置に戻るまで、ポケット１１から移動中のスタック５′内へ移されることになるからである。それと同時に、弁８′の丸い壁１０′は、スタック５′をチャネル１から分離する。

図５及び図６に示す本発明の別の形態では、水平コンベア３″と水平コンベア３″の上に配置された垂直チャネル１″の交差領域には半径ｒ″の筒体として形作られた回転弁８″が設けられている。弁８″の回転軸線９″は、チャネル１″の側壁２″の平面と水平コンベア３″の上壁６″の平面の交線から筒体の半径ｒ″よりも僅かに大きな距離を置いたところでチャネル１″の対称面内に位置決めされている。回転弁８″を構成する筒体内部には、チャネル１″の断面の形状及び内寸と一致した貫通ボア１３が設けられており、弁８″の回転軸線９″は、ボア１３の対称面内に位置決めされている。

チャネル１″に沿って移動しているスタック５″の能動的な流れと水平コンベア３″に沿って移動しているスタック５″の能動的な流れを互いに合流させる場合、弁８″を開いてボア１３がチャネル１″とオーバーラップするようにする。チャネル１″内の能動的な流れを水平コンベア３″内の能動的な流れから分離することが必要な場合、弁８″を軸線９″回りに９０°の角度回転させる。棒状要素は、ボア１３内で停止し、それと同時に、弁８″の丸い壁１０″は、スタック５″をチャネル１″の上方部分から分離し、他方、この丸い壁は、能動的な流れが移動している水平コンベア３″の上壁６″の一部となる。

図７には、図５及び図６の弁と同一の弁８″が設けられているが、回転軸線９″は、水平コンベア３″の対称面とチャネル１″の対称面の交線とオーバーラップしている。この場合、回転軸線９″と水平コンベア３″の側壁６″，７″の平面の交線のそれぞれとの間の距離は、筒体の半径ｒ″に等しく、水平コンベア３″の幅Ｐ″とチャネル１″の幅Ｋ″は互いに等しい。

水平コンベアと内寸が水平コンベヤの断面とチャネルの断面の通路に等しいチャネルの交差領域に位置する筒体の半部から成る弁を、能動的な流れの方向を変えることができる位置で概略的に示す図である。 図１の弁を水平コンベヤに沿ってのみ能動的な流れを可能にする位置で示す図である。 水平コンベヤとチャネルの交差領域に設けられた筒体の１／４から成る弁を、能動的な流れを水平コンベア及びチャネルに沿って流すことができる位置で示す図であり、コンベアとチャネルの断面の通路の内径が等しくない状態を示す図である。 図３の弁を、流れを水平コンベアに沿ってのみ流すことができる位置で示す図である。 水平コンベア内へのチャネルの出口の近くに位置した筒体から成る弁を、能動的な流れをチャネルから水平コンベア内に流すことができる開放位置で示す図である。 図５の弁を、能動的な流れを水平コンベアに沿ってのみ流すことができる閉鎖位置で示す図である。 図６の弁を、弁の回転軸線が水平コンベアの対称面とチャネルの対称面の交線とオーバーラップした位置で示す図である。

Claims (9)

1. 水平コンベアを満たした状態で移動中の棒状要素から成る多層スタックの互いに非平行状態にある流れを分離する方法であって、
   上記棒状要素を移動させ、チャネルを角度をなして配置し、上記棒状要素の移動が重力によって達成され、上記水平コンベア及び上記チャネルにおける上記棒状要素の流れの強度を等しくすることができ、
   上記方法は、上記流れを分離するために、上記棒状要素を、上記水平コンベア及び上記チャネルの交差領域において上記棒状要素のスタックが受動的な流れになる上記水平コンベア又は上記チャネルから上記スタックが能動的な流れになる上記コンベア又は上記チャネルに移す段階を有し、移された上記棒状要素によって占められる空間は、上記コンベア又は上記チャネルの幅に等しい半径の筒体の１／４の空間に等しく、上記筒体の軸線と平行な上記筒体の壁は、上記棒状要素の多層非平行流れを互いに分離することを特徴とする方法。
2. 上記棒状要素を上記コンベアの下で角度をなして配置された上記チャネルの隣接領域から上記チャネルの上で上記コンベアの上壁のところに設けられた可動部品によって構成されたポケットに移動させることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 水平コンベアを満たした状態で移動中の棒状要素から成る多層スタックの互いに非平行状態にある流れを分離する方法であって、
   上記棒状要素を移動させ、チャネルを角度をなして配置し、上記棒状要素の移動が重力によって達成され、上記水平コンベア及び上記チャネルにおける上記棒状要素の流れの強度を等しくすることができ、
   上記方法は、上記流れを分離するために、上記棒状要素のスタックが受動的な流れになる上記水平コンベア又は上記チャネルの隣接領域内の上記棒状要素を回転自在に取り付けられた筒体に設けられたボア内で停止させる段階を有し、上記ボアの断面は、上記コンベア又は上記チャネルの断面に一致し、上記ボアは、上記筒体の軸線を横切って設けられ、上記筒体の回転軸線は、上記ボアの対称面内に位置すると共に上記水平コンベア及び又は上記チャネルの対称面内に位置し、上記棒状要素の停止は、上記筒体を回転させることによって達成されることを特徴とする方法。
4. 可動バンドを備えた水平コンベアと、角度をなして配置されていて、不動の壁を備えたチャネルとの交差領域に位置する移動中の棒状要素から成る多層スタックの流れを分離する弁装置であって、上記コンベア及び上記チャネルの断面の通路の内寸が互いに等しい弁装置において、
   上記水平コンベア（３）と、角度をなして配置された上記チャネル（１）との交差領域に上記水平コンベア（３）の幅（Ｐ）及び上記チャネル（１）の幅（Ｋ）に一致した半径（ｒ）及び上記棒状要素の長さに一致した高さの筒体の扇形部分の形態をした回転弁（８）が設けられ、上記弁（８）の回転軸線（９）は、上記筒体の軸線と一致すると共に上記水平コンベア（３）の上壁（６）の平面と、角度をなして配置された上記チャネル（１）の側壁（２）の平面との交線とオーバーラップしていることを特徴とする弁装置。
5. 上記弁（８）は、上記筒体の半部を構成していることを特徴とする請求項４記載の弁装置。
6. 可動バンドを備えた水平コンベアと、角度をなして配置されていて、不動の壁を備えたチャネルとの交差領域に位置する移動中の棒状要素から成る多層スタックの流れを分離する弁装置であって、上記コンベア及び上記チャネルの断面の通路の内寸が互いに等しくない弁装置において、
   上記水平コンベア（３′）と、角度をなして配置された上記チャネル（１′）との交差領域に上記チャネル（１′）の幅（Ｋ′）に一致した半径（ｒ′）及び上記棒状要素の長さに一致した高さの筒体の扇形部分の形態をした回転弁（８′）が設けられ、上記弁（８′）の回転軸線（９′）は、上記筒体の軸線と一致すると共に上記水平コンベア（３′）の下壁（７′）の平面と、角度をなして配置された上記チャネル（１′）の上記側壁（２′）の平面との交線とオーバーラップしていることを特徴とする弁装置。
7. 上記弁（８′）は、上記筒体の１／４を構成していることを特徴とする請求項６記載の弁装置。
8. 上記チャネル（１′）の上方の上記水平コンベア（３′）の上記上壁（６′）には上記上壁（６′）のヒンジ留め部品（１２）によって構成されたポケット（１１）が設けられ、上記ヒンジ留め部品は、上記棒状要素の圧力によって駆動されることを特徴とする請求項６又は７記載の弁装置。
9. 可動バンドを備えた水平コンベアと、角度をなして配置されていて、不動の壁を備えたチャネルとの交差領域に位置した、移動中の棒状要素から成る多層スタックの流れを分離する弁装置であって、
   上記弁装置は、筒体の形態をした回転弁（８″）を備え、上記弁（８″）の回転軸線（９″）は、上記チャネル（１″）の側壁（２″）の平面と上記水平コンベア（３″）の上壁（６″）及び又は壁（７″）の平面の交線から上記筒体の半径（ｒ″）よりも僅かに大きな距離を置いたところで上記チャネル（１″）及び又は上記水平コンベヤ（３″）の対称面内に位置し、上記回転弁（８″）を構成する上記筒体内部には貫通ボア（１３）が設けられ、上記ボアの断面は、上記チャネル（１″）及び又は上記水平コンベヤ（３″）の断面に一致し、上記弁（８″）の回転軸線（９″）は、上記ボア（１３）の対称面内に位置していることを特徴とする弁装置。

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