KR101853173B1 - 미립자 물질로 공동을 충진하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 장치는 오리피스를 포함하는 컨베이어 벨트를 포함하고 있다. 오리피스는 미립자 물질을 수용하고 컨베이어 벨트를 통해 미립자 물질을 공급하도록 조절된다. 장치는 컨베이어 벨트를 운반하고 안내하기 위한 제1 안내 바퀴 및 제2 안내 바퀴를 더 포함하고 있다. 제1 안내 바퀴 및 제2 안내 바퀴는 컨베이어 벨트가 제1 안내 바퀴와 제2 안내 바퀴 사이에 배열된 직선 벨트부를 포함하도록 서로 거리를 두고 배열된다. 오리피스가 제1 안내 바퀴에서 이송 위치에 도달하기 전에 오리피스를 밀폐 상태로 유지하기 위하여 보유 요소가 컨베이어 벨트의 하부면에 인접해서 배열된다. 보유 요소 및 직선 벨트부는 또한 오리피스 내의 미립자 물질이 이송 위치에서 개방된 오리피스를 통해 공급될 수 있게 하도록 배열되고, 여기서 미립자 물질은 제1 안내 바퀴를 통해 컨베이어 벨트로 이송된다.

Description

미립자 물질로 공동을 충진하기 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for filling cavities with particulate material}

본 발명은 미립자 물질로 공동을 충진하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 흡연 물품용 필터 요소를 제조할 때 사용하기 위한 이러한 장치 및 방법에 관한 것이다.

흡연 물품용 필터 요소를 제조할 때, 필터 플러그들 사이의 공동들(cavities)은 예를 들면 활성탄과 같은 미립자 물질로 충진될 수도 있다. 통상적으로, 공동들의 제어된 충진을 수행하기 위해서, 포장 종이(wrapping paper)를 통해 흡입(suction)이 공동에 적용된다. 그러나, 이 방법은 플라스틱 호일과 같은 낮은 가스 투과성을 갖는 포장 물질을 사용할 때에는 적절하지 않다.

따라서, 공동들을 확실하게 충진할 수 있는 장치 및 방법이 필요하다. 특히, 낮은 가스 투과성을 갖는 포장 물질이 공동을 포장하기 위해 사용되는 경우에 이러한 장치 및 방법이 필요하다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 장치가 제공되고 있다. 상기 장치는 오리피스를 포함하는 컨베이어 벨트를 포함하고 있다. 상기 오리피스는 미립자 물질을 수용하고 상기 컨베이어 벨트를 통해 상기 미립자 물질을 공급하도록 조절된다. 상기 장치는 상기 컨베이어 벨트를 운반하고 안내하기 위한 제1 안내 바퀴(guiding wheel) 및 제2 안내 바퀴의 형태의 제1 안내 요소 및 제2 안내 요소를 더 포함하고 있다. 상기 제1 안내 바퀴 및 상기 제2 안내 바퀴는 상기 컨베이어 벨트가 상기 제1 안내 바퀴와 상기 제2 안내 바퀴 사이에 배열된 직선 벨트부(straight belt portion)를 포함하도록 서로 거리를 두고 배열된다. 상기 오리피스가 상기 제1 안내 바퀴에서 이송 위치에 도달하기 전에 상기 오리피스를 밀폐 상태로 유지하기 위하여 추가적인 보유 요소가 상기 컨베이어 벨트의 하부면에 인접해서 배열된다. 상기 보유 요소 및 상기 직선 벨트부는 또한 상기 오리피스 내의 미립자 물질이 상기 이송 위치에서 그리고 바람직하게는 상기 오리피스가 상기 직선 벨트부에 있는 동안에 중력에 의해 공급될 수 있게 하도록 배열된다. 상기 컨베이어 벨트가 상기 보유 요소를 통과할 때, 상기 보유 요소는 상기 오리피스의 하부 개구부를 밀폐 상태로 유지한다. 이에 따라, 상기 오리피스는 포켓을 형성하고, 여기서 상기 보유 요소가 오리피스의 하부 개구부를 차단 해제할 때까지 상기 미립자 물질이 공급 및 보유될 수도 있고 상기 미립자 물질이 상기 오리피스로부터 공급될 수도 있다. 본 발명에 따른 장치에서, 상기 미립자 물질은 상기 제1 안내 바퀴를 통해 상기 컨베이어 벨트로 이송된다.

도 1은 필터 요소의 생산에 사용하기 위한 본 발명에 따른 장치의 한 구현예의 정면 단면도를 보여주고;
도 2는 미립자 물질용 공급실을 포함하는 톱니형 바퀴의 - 부분적으로 깨진 - 정면도를 보여주고;
도 3은 공동과 정렬된 컨베이어 벨트 내의 오리피스의 단면을 보여주고;
도 4는 오리피스 내에 삽입된 가압 요소의 캠의 단면을 보여주고;
도 5 내지 8은 세정 바퀴를 포함하는 로드 세정 유닛의 세정 영역의 확대도로서, 개방된 로드 세정 상태(도 5 및 도 6) 및 밀폐된, 로드 세정이 되지 않은 상태(도 7 및 도 8)에서의 세정 바퀴의 측면 단면도(도 5 및 도 7) 및 세정 바퀴의 정면도(도 6 및 도 8)이다.

바람직하게는, 상기 직선 벨트부는 상기 이송 위치에서 하류 방향으로 시작된다. 상기 미립자 물질은 상기 이송 위치에서의 오리피스에 인접하게 배열된 공동 내로 공급될 수도 있다. 바람직하게는, 상기 공동이 상기 직선 벨트부를 따라 상기 오리피스에 평행하게 그와 실질적으로 동일한 속도로 안내된다. 그러나, 상기 공동 및 상기 오리피스의 크기에 따라, 상기 공동의 속도 및 상기 오리피스의 속도가 다를 수도 있어, 결과적으로 상기 오리피스와 상기 공동 간의 상대 속도를 초래한다. 이는 상기 공동들이 상기 오리피스의 외부 크기보다 실질적으로 긴 경우에 유리할 수도 있다.

상기 오리피스에 인접하게 배열된 공동 내로 미립자 물질을 공급하기 위해 상기 컨베이어 벨트 내에 오리피스들을 제공하게 되면 공동의 충진을 용이하게 한다. 따라서 상기 오리피스로부터 공동 내로 미립자 물질의 이송이 일어나는 시간이 연장될 수도 있다. 이는 고속으로 공동들, 예를 들면 로드-형 요소들의 스트림 내의 공동들을 반연속적으로 충진하는 것과 같은, 고속으로 장치를 동작시킬 때에 특히 유효하다. 또한, 상기 오리피스로부터 미립자 물질을 공급하면, 상기 장치의 전체 진동에 의해 추가적으로 지지되는, 중력과 같은 수동적인 힘을 받을 수도 있다. 공지된 방법들에서, 오리피스로부터 공동으로의 미립자 물질의 이송은 이송 위치에 한정되어 있다. 당 기술분야에 공지된 장치들에서, 물질 이송은 미립자 물질을 수용하기 위한 오리피스 및 공동이 시간 및 공간적으로 일치하는 단일의 이송 위치에서만 발생될 수 있다. 본 발명에 따르면, 미립자 물질은 이송 위치에서 뿐만 아니라 직선 벨트부를 따라서도 오리피스 밖으로 공급될 수도 있다. 이와 같이, 미립자 물질의 이송이 일어나는 시간을, 예를 들면 미립자 물질 특성, 구조적인 요구 등을 위해 조절할 수도 있다.

이송 위치에서의 흡입 또는 가스 스트림과 같은 능동적인 이송 수단이 생략될 수도 있다. 따라서, 장치의 구성이 단순화될 수도 있다. 또한, 미립자 물질이 날려갈 가능성이 감소된다. 또한, 공동 충진 방법은 공동을 동봉하거나 형성하기 위해 낮은 가스 투과성을 갖는 포장 물질을 사용할 때에도 특히 적용될 수도 있다. 공동을 동봉하거나 형성하기 위해 낮은 가스 투과성을 갖는 포장 물질을 사용하는 것에 대하여, 충진 공정이 이송 위치에 제한되지 않기 때문에, 이송 위치에서 공동으로의 미립자 물질의 즉시 이송을 위한 흡입이 필요하지 않다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은, 이에 한정되지는 않지만 공동을 형성하거나 공동을 부분적으로 형성하는 낮은 가스 투과성을 갖는 포장 물질에 특히 적절하다.

본 발명에서, 공동의 충진, 즉 오리피스로부터 공동 내로의 미립자 물질의 이송은, 공동 내로의 미립자 물질의 이송 공정의 기간이 연장되기 때문에, 실질적으로 중력에 의해서만 일어날 수도 있다.

바람직하게는, 직선 벨트부는 수평으로 배열된다. 이에 따라, 오리피스 내의 미립자 물질에 대하여 작용하는 중력은 최대한으로 오리피스를 비우기 위해 사용될 수도 있다. 그러나, 직선 벨트부는 또한 정확한 수평 위치로부터 벗어난 위치에 배열될 수도 있고, 이에 따라 오리피스로부터 공급될 미립자 물질에 대하여 여전히 중력을 사용하게 한다. 예를 들면, 직선 벨트부는 수평 축에 관하여 경사진 위치를 가질 수도 있다. 예를 들면, 전방 경사각 또는 후방 경사각은 최대 15도일 수도 있다.

미립자 물질을 제1 안내 바퀴를 통해 컨베이어 벨트로 이송하면, 예를 들면 제1 안내 바퀴를 따라 컨베이어 벨트를 안내하면서, 컨베이어 벨트 내의 오리피스를 용이하고 신속하게 충진할 수 있다. 특히, 컨베이어 벨트의 일측면 상에 배열된 개구부를 통해 오리피스를 충진하게 하고 컨베이어 벨트의 대향 측면 상에 배열된 개구부를 통해 미립자 물질을 방출하게 할 수 있다. 따라서, 오리피스는 공동의 충진 및 비움을 위해 최적화될 수도 있다. 예를 들면, 오리피스는 충진 및 비움의 관점에서 비대칭일 수도 있다. 예를 들면, 오리피스에는 큰 충진 개구부 및 작은 방출 개구부가 제공될 수도 있고, 예를 들면 개구부는 깔때기 형상일 수도 있다. 예를 들면, 충진 개구부는 오리피스의 충진을 용이하게 하도록 클 수도 있고, 오리피스의 방출 개구부는 미립자 물질의 공동 내로의 정밀한 이송을 허용하도록 미립자 물질이 방출되는 공동의 크기에 맞게 조절될 수도 있다. 방출 개구부는 예를 들면 공동과 동일한 크기를 가질 수도 있고 또는 공동보다 작을 수도 있다. 제1 안내 바퀴를 통해 오리피스를 충진하여, 또한 미립자 물질이 컨베이어 벨트를 주행하는 거리, 및 이에 따라 미립자 물질의 전체 주행 거리도 최소로 유지될 수도 있다. 이에 따라, 물질의 잠재적인 손실 또는 장치 또는 전체 설비의 오염이 최소로 유지될 수도 있다. 미립자 물질을 제1 안내 바퀴를 통해 컨베이어 벨트로 이송하는 것은 예를 들면 제1 안내 바퀴에 배열된 공급실의 형태로 실현될 수도 있다. 또한, 예를 들면, 미립자 물질이 제1 안내 바퀴를 통해 컨베이어 벨트로 이송될 수 있도록 제1 안내 바퀴로 안내되는, 공급관과 같은 공급 채널에 의해 실현될 수도 있다.

바람직하게는, 컨베이어 벨트는 제1 안내 바퀴 및 제2 안내 바퀴 주위에 배열된 밀폐루프 무한 벨트이다. 밀폐루프 무한 벨트를 사용함에 있어서, 컨베이어 벨트의 안내 및 오리피스들의 충진 및 비움은 무한 방식 및 밀폐루프 시스템으로 수행될 수도 있다. 이는 본 발명에 따른 장치의 셋업을 유리하게 단순화한다. 예를 들면, 무한 벨트를 사용할 때에 단 하나의 안내 바퀴만이 구동 바퀴로서 적합해야 하는 반면에, 임의의 또 다른 안내 바퀴들이 피구동 바퀴(driven wheel)들일 수도 있다.

하나 또는 수개의 오리피스가 본 발명에 따른 컨베이어 벨트에 배열될 수도 있다. 바람직하게는, 복수의 오리피스가 컨베이어 벨트에 배열된다. 이웃하는 오리피스들 간의 거리는 이웃하는 공동들 간의 거리에 대응하는 것이 바람직하다. 공동들은 로드-형 요소들, 예를 들면 필터 플러그들과 같은 필터 요소들의 스트림 내에 제공되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 장치에서, 바람직하게는 오리피스의 크기는 공동 내로 공급될 미립자 물질의 양에 대응한다. 그러나, 오리피스의 크기는 또한 공동을 완전히 충진하기 위해 필요한 것보다 실질적으로 적은, 소량의 미립자 물질을 수용할 수도 있다. 그러면, 오리피스 내의 미립자 물질은 오히려 예를 들면 공동의 최종 10 내지 30%의 충진을 위한 미립자 물질의 양일 수도 있다. 완전히 충진된 공동을 얻기 위해서, 예를 들면 오리피스로부터 공동 내로 미립자 물질을 공급하는 것은 미립자 물질이 여전히 오리피스에 공급되는 동안에 시작될 수도 있다

바람직하게는, 오리피스의 형상은 하부 개구부보다 큰 상부 개구부를 갖는 깔때기 형상이고, 여기서 상부 개구부가 충진 개구부의 기능을 갖고 하부 개구부가 방출 개구부의 기능을 갖는다. 깔때기 또는 다른 형상의 오리피스의 하부 개구부의 형상 및 크기는 오리피스 밖으로의 미립자 물질의 흐름을 정의한다. 이러한 하부 개구부는 예를 들면 원형 또는 타원형 형상을 가질 수도 있고, 오리피스 밖으로 그리고 공동 내로 미립자 물질의 공급을 용이하게 하는 경사진 에지들을 가질 수도 있다. 오리피스의 하부 개구부의 일반적으로 원형 또는 타원형 형상이 바람직할 수도 있지만, 이러한 개구부를 제조하기가 비교적 용이하므로, 다른 형상들, 예를 들면 직사각형 또는 삼각형이 쉽게 고려될 수도 있다. 본 발명에 따른 장치에 의해 취급되는 미립자 물질의 크기 및 형상에 따라 상이한 형상들이 유리할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 미립자 물질은 본 발명에 따른 장치 및 방법에 의해 취급될 수 있는 개별 입자들, 또는 벌크 물질, 분말, 과립, 캡슐 및 그의 혼합물과 같은, 개개의 품목으로서의 작은 물체 또는 유사한 물체를 지칭한다. 바람직하게는, 미립자 물질은 실질적으로 구 형상의 물체인 과립 또는 작은 물체로 이루어진다. 바람직하게는, 과립 또는 작은 물체는 약 0.2mm와 약 1.5mm 사이, 보다 바람직하게는 약 0.3mm와 약 0.8mm 사이의 직경 또는 신장부(extension)를 갖는다. 바람직하게는, 실질적으로 구 형상의 물체는 캡슐이다. 바람직하게는, 캡슐은 미립자 물질 또는 액체를 포함하고 있다. 바람직하게는, 액체는 향미제이고, 미립자 물질은 활성탄 과립이다. 바람직하게는, 캡슐은 붕괴될 수 있거나 열적으로 불안정적인데, 즉 캡슐은 충분한 파쇄 강도, 충분한 열 또는 다른 충분한 방출 수단이 적용되었을 때에 그 함유물을 방출할 수 있다.

바람직하게는, 미립자 물질은 활성탄 및 예를 들면, 일본의 Rengo로부터 입수 가능한 Viscopearls™와 같은 향미 캡슐을 포함하고 있다. 바람직하게는, 미립자 물질은 약 30%와 약 70% 사이의 활성탄 및 약 70%와 약 30% 사이의 향미 캡슐을 포함하고 있다.

본 발명에 따른 장치의 일 측면에 따르면, 상기 장치는 직선 벨트부의 상부면 바로 옆에 배열된 가압 요소(pusher element)를 더 포함하고 있다. 가압 요소는 오리피스 밖으로 그리고 공동의 방향으로 미립자 물질을 밀어내기 위해 컨베이어 벨트의 오리피스 내에 삽입되기 위한 캠을 포함하고 있다. 가압 요소는 오리피스를 완전히 비우도록 지원할 수도 있고, 이에 따라 미립자 물질의 정의된 양으로 공동의 충진을 또한 지원할 수도 있다. 오리피스 내에 삽입된 캠은 예를 들면 오리피스에 근접하게 배열된 공동 내에 이미 존재하는 미립자 물질에 또한 영향을 주지 않고서 국소적으로 동작한다. 바람직하게는, 캠의 크기 및 그의 오리피스 내로의 삽입 깊이는 오리피스 벽면 또는 벨트와 각각 접촉하지 않도록 선택된다. 이는 미립자 물질을 압착하거나 파열시키는 것을 유리하게 방지하거나 제한할 수도 있다. 바람직하게는, 캠과 오리피스 벽면들 또는 벨트 간의 거리는 미립자 물질의 입자들의 직경 또는 평균 신장부보다 크다. 또한, 캠과 오리피스 간의 거리는 어느 부분으로부터 다소의 마모를 보장할 것이다. 또한, 그 거리는 공동의 상부 말단으로부터 벨트 또는 장치의 다른 부분들 내로 또는 그 위로 미립자 물질의 유출을 방지할 수도 있다.

본 발명에 따른 장치의 다른 측면에 따르면, 제1 안내 바퀴는 소정 양의 미립자 물질을 보유하기 위한 공급실을 포함하고 있다. 공급실은 제1 안내 바퀴 내측에 배열되고, 공급실의 공급 주변부 내에 공급 개구부가 제공된다. 이 공급 주변부는 제1 안내 바퀴의 주변부에 대응한다. 공급 개구부는, 오리피스가 공급 개구부의 위치에 대응하는 위치에서 제1 안내 바퀴의 주변부에 배열되어 있을 때, 미립자 물질을 공급 개구부를 통해 공급실로부터 컨베이어 벨트 내의 오리피스로 공급하기 위해 제공된다. 제1 안내 바퀴 내에 공급실을 제공하여, 미립자 물질의 공급이 제1 안내 바퀴에 통합되어 추가 기계 부품들 및 공간이 절약될 수도 있다. 컨베이어 벨트가 안내 바퀴에 의해 안내되고 이에 따라 안내 바퀴와 접촉하기 때문에, 이러한 주변 접촉 영역이 미립자 물질을 공급실로부터 컨베이어 벨트 내의 오리피스로 이송하는 데 사용될 수도 있고 조절될 수도 있다. 공급실의 공급 주변부 및 제1 안내 바퀴의 주변부는 제1 안내 바퀴의 원주부이다. 바람직하게는, 공급실을 포함하는 제1 안내 바퀴의 내부 부분은 제1 안내 바퀴의 정지 부분이다. 바람직하게는, 컨베이어 벨트를 안내하는 제1 안내 바퀴의 외부 부분은 제1 안내 바퀴의 이동 부분이다. 제1 안내 바퀴의 이동 부분은 바람직하게는 제1 안내 바퀴의 원주 부분을 따라 이동되는 적어도 하나의 공급 개구부를 포함해서 적어도 하나의 공급 개구부가 컨베이어 벨트 내의 오리피스와 일치하도록 한다.

본 발명에 따른 장치의 일부 구현예에서, 별도의 공급실일 수도 있고 예를 들면 상술한 바와 같이 제1 안내 바퀴에 통합될 수도 있는, 공급실은 이 공급실 내의 미립자 물질의 순환을 발생시키기 위한 순환 수단을 포함하고 있다. 순환 수단은 공급실 내의 미립자 물질의 뭉침(clustering) 또는 미립자 물질의 폐색(blockage)을 방지할 수도 있다. 순환 수단은 또한 미립자 물질에 특정 이동 방향 또는 상기 특정 이동 방향으로의 속도를 제공할 수도 있다. 특정 이동 방향은 바람직하게는 공급 개구부의 위치로 향하는 방향이다. 이동 방향 및 속도 또한 공급실을 통과하는 오리피스의 속도로 조절될 수도 있고, 물질이 공급실로부터 오리피스 내로 충진된다. 이에 따라, 미립자 물질과 오리피스 간의 속도 차가 공급 위치에서, 즉 미립자 물질이 공급실로부터 컨베이어 벨트 내의 오리피스로 공급되는 위치에서 감소될 수도 있다. 순환 수단은 상기한 특징들의 하나 또는 조합을 제공할 수도 있고 이에 따라 오리피스의 충진을 지원할 수도 있다.

순환 수단은 능동 또는 수동 순환 수단일 수도 있다. 능동 순환 수단은 예를 들면 가스 스트림과 같은 교반(agitating) 수단, 진동 수단 또는 도퍼(doffer)의 형태로 미립자 물질에 대해 능동적으로 작용한다. 수동 순환 수단은 예를 들면 벽면 요소들 또는 공급식 벽면들 내의 돌출부들과 같은 공급실에 배열된 장애물의 형태로 그들의 존재에 의해 미립자 물질의 이동 방향에 수동적으로 영향을 미친다. 바람직하게는, 벽면 요소들은 미립자 물질을 공급실 내의 공급 개구부의 방향으로 안내한다.

본 발명에 따른 장치의 다른 측면에 따르면, 상기 장치는 제1 또는 제2 안내 바퀴로부터 미립자 물질을 제거하기 위한 장치 세정 유닛을 더 포함하고 있다. 바람직하게는, 장치 세정 유닛은 제1 안내 바퀴에서의 이송 위치의 하류에 배열되는 세정 요소를 포함하고 있다. 장치 세정 유닛은 공동 내로 이송되지 않은 미립자 물질을 제거한다. 이는 예를 들면 흡입 또는 가스 스트림에 의해 행해질 수도 있다. 장치 세정 유닛은 안내 바퀴로부터, 특히 안내 바퀴의 주변부로부터 이러한 이탈(stray) 미립자 물질을 제거하고, 여기서 안내 바퀴는 컨베이어 벨트를 갖거나 그와 접촉하게 된다. 이탈 미립자 물질은 장치를 오염시킬 수도 있기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 피구동 안내 바퀴의 차단 및 컨베이어 벨트의 파열로 이어질 수도 있다. 또한, 필터 궐련과 같은 최종 제품의 광학적 및 물리적 외관에 영향을 줄 수도 있다.

바람직하게는, 장치 세정 유닛은 이송 위치의 하류에 인접하는, 제1 안내 바퀴 바로 옆에 배열된다. 장치 세정 유닛은 또한 안내 바퀴의 세정과 함께 또는 그와 별개로 컨베이어 벨트를 세정하도록 조절될 수도 있다. 바람직하게는, 장치 세정 유닛은 이 장치 세정 유닛에 의한 세정 행위가 충진된 공동 내의 미립자 물질에 영향을 주지 않도록, 예를 들면 미립자 물질이 공동으로부터 부주의하게 제거되는 것을 방지하도록 배열된다.

본 발명에 따른 장치의 또 다른 측면에 따르면, 상기 장치는 제2 안내 바퀴의 하류에 배열된 로드 세정 유닛을 더 포함하고 있다. 바람직하게는, 로드 세정 유닛은 공동 바로 옆의 영역으로부터 이탈 미립자 물질을 제거하도록 조절된다. 바람직하게는 미립자 물질로 사전에 충진되는 공동은 로드-형 요소들의 스트림 내에 제공되고, 로드-형 요소들의 스트림의 로드-형 요소의 길이방향 말단 바로 옆에 배열된다.

로드 세정 유닛의 제공으로, 최종 제품 내의 이탈 미립자 물질의 존재가 감소되거나 없어질 수도 있다. 로드 세정 유닛의 세정 행위는 공동에 인접하고 공동 또는 공동들이 배열되어 있는 미완결 제품 내의 공동의 크기를 정의하는, 로드-형 요소들 스트림의 부분, 예를 들면, 필터 플러그들로 유도된다. 바람직하게는, 로드 세정 유닛은 공동 바로 옆의 영역으로 유도되고 그에 집중된다. 세정 행위는 공동 바로 옆에 배열된 로드-형 요소로 유도되어서, 예를 들면 로드-형 요소 바로 옆에 배열된 공동으로부터가 아니라 로드-형 요소의 외측으로부터 이탈 미립자 물질을 제거할 수도 있다. 통상적으로, 공동을 포함하는 필터, 예를 들면 소위 "플러그-공간-플러그" 필터는 원통형 아세테이트 토우(tow) 플러그들이 서로 거리를 두고 있고, 예를 들면 다공성 플러그 랩과 같은 시트류 랩 물질에 의해 일반적으로 포장되도록 배열된다. 필터 플러그들 사이의 빈 공간 또는 공동은 예를 들면 미립자 물질과 같은 다른 품목들로 충진될 수도 있다. 바람직하게는, 로드 세정 유닛은 2개의 이웃하는 공동 사이의 영역으로부터 이탈 미립자 물질을 제거하도록 조절된다. 이웃하는 공동들은 로드-형 요소들 스트림의 로드-형 요소의 2개의 길이방향 말단 바로 옆에 배열된다. 공동은 이 공동 바로 옆에서 세정 행위를 수행하면서 차폐 요소에 의해 추가적으로 보호될 수도 있다.

장치 세정 유닛은 로드 세정 유닛과도 조합되어서, 예를 들면 장치 세정 유닛에서 사용되는 흡입 또는 가스 스트림이 로드-형 요소들의 스트림 및 제1 안내 바퀴 또는 제2 안내 바퀴 중 하나의 부분들을 세정하기 위해 사용될 수도 있다. 이에 따라, 흡입 또는 가스 스트림을 제공하기 위한 단 하나의 공급부 및 유출부만이 필요하다.

본 발명에 따른 장치의 다른 측면에 따르면, 제1 안내 바퀴 및 제2 안내 바퀴는 제1 톱니형 바퀴(toothed wheel) 및 제2 톱니형 바퀴이고, 컨베이어 벨트는 제1 톱니형 바퀴 및 제2 톱니형 바퀴의 원주를 따라 배열된 톱니형 벨트이다. 톱니형 컨베이어 벨트와 조합해서 톱니형 바퀴들을 사용하는 것은, 컨베이어 벨트를 운반하고 안내하며, 이에 따라 미립자 물질을 공동들 내로 공급하도록 미립자 물질로 충진되는 오리피스들을 위치맞춤하고 안내하는 정밀하고 확실한 방법이다. 일반적으로, 제1 안내 바퀴 및 제2 안내 바퀴 중 하나만이 피구동 안내 바퀴다. 따라서, 피구동 안내 바퀴에만 컨베이어 벨트의 톱니와 맞물리게 하기 위한 톱니가 제공될 필요가 있다. 그러나, 제1 안내 바퀴 및 제2안내 바퀴에 톱니를 제공함으로써 컨베이어 벨트의 보다 정밀하고 원활한 안내가 달성될 수도 있다.

일부 구현예에서, 컨베이어 벨트 내의 오리피스는 2세트의 톱니 사이에 배열되는데, 이들 톱니 세트는 컨베이어 벨트의 측방면(lateral side)들을 따라 평행하게 배열된다. 따라서, 제1 안내 바퀴 및 제2 안내 바퀴 중 적어도 하나에는 제1 안내 바퀴 또는 제2 안내 바퀴 중 적어도 하나의 측방면을 따라 평행하게 배열되는, 2세트의 톱니가 또한 제공된다. 안내 바퀴가 톱니형 바퀴로 실현되는 경우, 톱니형 바퀴에는 2세트의 원주방향 배열 톱니가 제공될 수도 있다.

본 발명에 따른 장치의 또 다른 측면에 따르면, 상기 장치는 미립자 물질을 정전기적으로 대전하기 위한 이온화 유닛을 포함하고 있다. 일부 종류의 미립자 물질, 예를 들면 플라스틱 물질로 이루어지거나 플라스틱 물질로 이루어진 외부 표면을 포함하는 미립자 물질은 이들 미립자 물질의 취급 시에, 특히 마찰을 통해 정전기적으로 대전되려는 경향이 있다. 이는 미립자 물질이 서로 분리되어, 예를 들면 공급실, 안내 바퀴들 또는 기계의 다른 부분들과 같은 중립 또는 반대로 대전된 표면들에 부착하려는 경향이 있을 수도 있다. 또한, 정전기 대전은 미립자 물질이 오리피스 또는 공동 내에 들어가는 것을 방지하거나 저지할 수도 있다. 미립자 물질을 정전기적으로 대전하여, 오리피스들 및 공동들을 충진하거나 충진 기계 내부의 의도하지 않은 위치로부터 이탈 미립자 물질을 제거하기가 용이해질 수도 있다. 미립자 물질들의 정전기 대전은, 예를 들면, 미립자 물질, 장치의 부분들, 또는 예를 들면 빈 공동, 부분적으로 빈 공동 및 완충 공동을 갖는 로드-형 요소들의 스트림에 이온화 가스 스트림을 적용하여 달성될 수도 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 오리피스를 포함하는 컨베이어 벨트들 제공하는 단계를 포함하고 있다. 상기 방법은 제1 안내 바퀴 및 제2 안내 바퀴에 의해 컨베이어 벨트를 운반하고 안내하는 단계를 더 포함하고 있다. 본 발명의 방법에 따르면, 제1 안내 바퀴 및 제2 안내 바퀴는 서로 거리를 두고 배열되어 컨베이어 벨트가 제1 안내 바퀴와 제2 안내 바퀴 사이에 직선 벨트부를 형성한다. 또 다른 단계에서, 오리피스는 이 오리피스가 밀폐되어 유지되는 동안에 제1 안내 바퀴를 통해 미립자 물질로 충진된다. 바람직하게는, 오리피스의 방출 개구부는 밀폐되어 유지되거나, 오리피스의 충진 개구부를 제외하고 오리피스가 밀폐되어 유지될 수도 있다. 로드-형 요소들의 스트림 내의 공동이 이송 위치에서의 오리피스에 인접하게 배열된다. 또 다른 단계는, 직선 벨트부를 따라 컨베이어 벨트 내의 오리피스 및 로드-형 요소들의 스트림 내의 공동을 평행하게 안내하면서, 예를 들면 중력에 의해 개방 오리피스를 통해 오리피스에 인접하게 배열된 공동 내로 미립자 물질을 공급하는 단계를 포함하고 있다. 개방 오리피스는, 예를 들면 개방 오리피스로부터 현재 방출될 미립자 물질을 위해서 오리피스를 사전에 밀폐하거나 오리피스의 방출 개구부를 밀폐하는 보유 요소가 존재하지 않는 오리피스일 수도 있다.

본 발명에 따른 방법의 일 측면에 따르면, 상기 방법은 오리피스 내에 캠을 삽입하고, 이에 따라 공동의 방향으로 미립자 물질을 가압하는 단계를 더 포함하고 있다.

본 발명에 따른 방법의 다른 측면에 따르면, 상기 방법은 제1 안내 바퀴에 배열된 공급실 내에 미립자 물질을 공급하는 단계, 예를 들면 공급실 내의 공급 개구부를 통과하도록 제1 안내 바퀴를 따라 오리피스를 안내하는 단계 및 공급 개구부를 통해 공급실로부터 컨베이어 벨트 내의 오리피스로 미립자 물질을 공급하는 단계를 더 포함하고 있다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 측면에 따르면, 상기 방법은 공급실 내의 미립자 물질의 순환을 발생시키는 단계를 더 포함하고 있다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 측면에 따르면, 상기 방법은 로드-형 요소들 스트림의 로드-형 요소에 흡입을 적용하거나 가스 스트림을 유도하여 로드-형 요소들의 스트림으로부터 이탈 미립자 물질을 제거하는 단계를 더 포함하고 있다. 바람직하게는, 가스 스트림 또는 흡입은 한번에 그리고 바람직하게는 집중적인 방식으로 하나의 로드-형 요소에 적용되어, 흡입 또는 가스 스트림이 유도되는 로드-형 요소 바로 옆에 배열된 공동으로부터 미립자 물질의 부주의한 제거를 방지한다. 바람직하게는, 이탈 미립자 물질을 제거하는 단계는 공동을 충진한 후에 수행되고, 보다 바람직하게는 로드-형 요소들의 스트림이 더 처리되기 전에 수행된다. 더 처리하는 것은 예를 들면 필터 요소들의 스트림 주위의 필터 종이를 전체적으로 포장하고 밀폐하는 것과 같은 공동들의 밀폐일 수도 있다.

상기 방법의 다른 측면들의 이점들은 본 발명에 따른 장치의 측면들에 관하여 상기에서 설명되어 있고, 따라서 반복하지 않을 것이다.

상기 방법의 일부 구현예에서, 가스 투과성 물질을 포함하는 로드-형 요소들이 제공되고, 가스 투과성 물질을 포함하는 로드-형 요소에 흡입이 적용된다. 흡입은 가스 투과성 물질을 통해 그리고 가스 투과성 물질을 포함하는 로드-형 요소 바로 옆에 배열된 공동 상에 작용할 수 있도록 하는 것이다. 이렇게 하여, 미립자 물질로 공동을 충진하는 것은 공동 내로 그리고 실질적으로 길이 방향으로, 즉 필터 요소들의 운반 방향에 평행하게 공동의 측벽면들을 향해서 미립자 물질을 흡인하여 지원될 수도 있다. 가스 투과성 물질에 흡입을 적용하여, 미립자 물질이 공동 밖으로 흡인되지 않는다. 상기 방법의 이러한 측면은 공동이 예를 들면 가스 기밀(gas-tight) 포장 호일과 같은 낮은 가스 투과성을 갖는 포장 물질로 부분적으로 형성되거나 포장 물질에 위치하는 경우에 특히 적합하다. 바람직하게는, 로드-형 요소들은 필터 요소들이고, 가스 투과성 물질은 아세테이트와 같은 필터 토우이다. 이에 따라, 이 포장 물질의 낮은 가스 투과성 때문에 외부 포장 물질을 통해 흡입이 행해질 수 없는 경우이더라도, 흡입이 공동에 적용될 수도 있다. 그러나, 흡입이 예를 들면 필터 요소들의 스트림 내의 공동의 운반 방향을 따라 적용될 수도 있다. 공동들에 위치한 미립자 물질에 의한 필터 요소들의 스트림의 이러한 세정 방법이 연속하는 벨트의 사용과 함께 설명되어 있지만, 이 세정 방법은 또한 공동들에, 예를 들면 제한된 이송 위치에서의 공동 내에 직접 바퀴로 미립자 물질을 공급하는 장치로 사용될 수도 있음을 이해해야 할 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명에 따른 장치 및 방법은 흡연 물품용 필터 요소의 제조에 사용된다.

본 발명은 다음과 같은 도면들에 의해 도시되어 있는 구현예들과 관련하여 자세히 설명된다.

도 1에는, 본 발명에 따른 공동을 충진하기 위한 장치의 구현예가 도시되어 있다. 밀폐루프형 컨베이어 벨트(1)가 제1 및 제2 톱니형 안내 바퀴(2, 3)의 형태로 된 제1 및 제2 안내 바퀴 주위에 배열되어 있다. 제1 및 제2 톱니형 안내 바퀴(2, 3)는 서로 옆에 거리를 두고 배열되어 있어서 컨베이어 벨트(1)가 제1 및 제2 안내 바퀴(2, 3) 사이에 수평 직선 벨트부(12)를 형성한다. 컨베이어 벨트(1)는 규칙적으로 배열된 복수의 오리피스(10)를 포함하고 있다. 오리피스들(10)은 제1 안내 바퀴(2) 내의 공급실(20)로부터의 미립자 물질로 충진되고, 미립자 물질은 오리피스들(10)로부터 직선 벨트부(12) 아래에 배열된 로드-형 요소의 스트림(5) 내의 공동들(51) 내로 공급된다.

보유 요소(15)가 도 1의 우측 상에 도시되어 있다. 보유 요소(15)는 하부면 상의 오리피스(10)를 밀폐하는 컨베이어 벨트(1)의 하부면(11)의 일부분을 따라 배열되어 있다. 이 부분을 따라 오리피스(10)는 미립자 물질을 수용하기 위한 포켓을 형성한다. 보유 요소(15)의 길이, 즉 보유 요소(15)에 의해 덮이는 컨베이어 벨트(1)의 하부면 부분의 길이는, 오리피스(10)가 오리피스의 충진 직전에 한 위치로부터 밀폐된 채 유지되도록 선택된다. 이송 위치(100)에서, 미립자 물질이 오리피스(10)로부터 공급된다. 공급실(20)은 제1 안내 바퀴(2)의 약 3시 위치로부터 이송 위치(100) 직전까지 제1 안내 바퀴(2)의 주변부를 따라 연장되어 있으며, 상기 이송 위치는 제1 안내 바퀴(2)의 6시 위치에 배열되어 있다.

로드-형 요소들(50), 예를 들면 궐련과 같은 흡연 물품들의 필터 플러그들의 스트림(5)이 직선 벨트부(12) 아래에 수평으로 배열되고 직선 벨트부(12)에 평행하게 안내된다. 로드-형 요소들의 스트림(5)에는 로드-형 요소들(50) 사이에 공동들(51)이 제공되어 있다. 로드-형 요소들의 스트림(5) 및 컨베이어 벨트(1)가 동기화되어서 컨베이어 벨트(1) 내의 오리피스(10) 및 로드-형 요소들의 스트림(5) 내의 공동(51)이 제1 안내 바퀴(2)에서의 이송 위치(100)에서 만나게 된다. 컨베이어 벨트(1) 및 로드-형 요소들의 스트림(5)은, 동일하거나 유사한 속도를 갖도록 더욱 동기화되어서, 예를 들면 오리피스(10) 아래에서 그에 인접하게 배열된 공동(51)이 직선 벨트부(12)를 따라 오리피스(10)와 평행하게 함께 안내된다.

제1 안내 바퀴(2)를 세정하기 위한 제1 장치 세정 유닛(60)은 제1 안내 바퀴(2)의 시계 방향으로 보았을 때에 이송 위치(100)의 하류 및 제1 안내 바퀴(2) 바로 옆에 배열되어 있다. 제1 장치 세정 유닛(60)은, 미립자 물질이 컨베이어 벨트(1) 내의 오리피스들(10)로 이송되지는 않았지만 제1 안내 바퀴(2)에 달라붙는 이탈 미립자 물질을 제1 안내 바퀴(2)의 원주 영역으로부터 제거하기 위해 흡입 또는 가스 스트림이 적용되는 세정실(601)을 포함하고 있다. 제1 장치 세정 유닛(60)의 하부 부분은 컨베이어 벨트(1)를 수평부로 지지하고 안내하도록 형성되어 있다. 또한, 이는 하류로 이동하는 동안에 미립자 물질이 벨트에서 유출되는 것을 방지한다.

제2 안내 바퀴(3)를 세정하기 위한 제2 장치 세정 유닛(62)이 제2 안내 바퀴(3)의 하류 및 바로 옆에 배열되어 있다. 제2 장치 세정 유닛(62)은 로드-형 요소들 스트림의 로드-형 요소들(50)로부터 이탈 미립자 물질을 세정하기 위한 로드 세정 유닛(61)과 조합된다.

제2 장치 세정 유닛(62)은, 제2 안내 바퀴(3)에서 약 6시부터 9시 위치까지 제2 안내 바퀴(3)와 접촉하고 있는 컨베이어 벨트(1)로부터 뿐만 아니라 제2 안내 바퀴(2)로부터 이탈 미립자 물질을 제거한다. 또한, 제2 안내 바퀴(3)로부터 이탈 미립자 물질을 제거하는 것은 흡입 또는 가스 스트림에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

직선 벨트부(12)가 제2 안내 바퀴(3)의 6시 위치에서 끝나는 위치의 하류에서, 로드-형 요소들의 스트림(5)은 도 1에서 좌측으로 수평 운반 방향으로 더욱 이동하고, 이에 따라 로드-형 요소들의 스트림(5) 내의 로드-형 요소들을 세정하기 위한 로드 세정 유닛(61)을 통과한다. 직선 벨트부(12)는 이송 위치(100)에서 시작해서 제2 안내 바퀴(3)의 6시 위치에서 끝난다. 오리피스(10) 및 대응하는 공동(51)이 직선 벨트부(12)를 통과하는 시간 동안, 미립자 물질이 오리피스(10)로부터 공동(51)으로 공급될 수 있다.

직선 벨트부(12)에서, 톱니형 가압 바퀴 형태의 가압 요소(4)가 컨베이어 벨트(1)의 상부면 바로 옆의 컨베이어 벨트(1) 위에 배열되어 있다. 가압 요소(4)는 가압 바퀴(4)의 원주 주위에 규칙적으로 배열되고 그 원주로부터 연장되는 4개의 캠(cam; 42)을 포함하고 있다. 캠들(42)은 도 4에 보다 상세히 보여지고 설명되는 바와 같이 캠들(42)이 컨베이어 벨트(1)의 오리피스들(10)과 상호 작용할 수도 있도록 배열되고 컨베이어 벨트(1)와 동기화되어 있다.

도 1에 보이는 바와 같은 장치에서, 컨베이어 벨트(1)는 시계 방향으로 안내되어서 오리피스들(10)이 제1 안내 바퀴(2) 내의 공급실(20)로부터 (여기서 오리피스들이 미립자 물질로 충진됨) 이송 위치(100)로 그리고 직선 벨트부(12)를 따라 운반된다(여기서 미립자 물질은 오리피스들(10)로부터 공동들(51)로 공급됨). 이에 따라, 오리피스들이 제1 장치 세정 유닛(60) 및 가압 바퀴(4)를 통과한다. 제2 안내 바퀴(3)에 도달하면, 컨베이어 벨트(1)는 제2 안내 바퀴(3) 상의 톱니(30)에 의해 수용되고 제2 장치 세정 유닛(62)을 통과하게 된다. 또한, 시계 방향으로, 지금 세정된 컨베이어 벨트가 제1 안내 바퀴(2)로 다시 운반되어, 벨트 세정 유닛(80), 및 컨베이어 벨트(1)의 추가 인장과 안내를 위한 인장 요소(70)를 통과한다. 로드-형 요소들의 스트림(5)은 좌측으로 수평 운반 방향으로 더 이동해서, 로드 세정 유닛(61)을 통과한다.

미립자 물질이 컨베이어 벨트(1) 내의 오리피스들(10) 내로 충진되는 위치와 미립자 물질이 오리피스들(10)로부터 로드-형 요소들의 스트림(5)의 공동들(51) 내로 공급되는 이송 위치(100) 사이의 거리는 제1 안내 바퀴(2)의 약 1/4의 길이이다. 이는 오리피스들이 미립자 물질로 확실하게 충진되기에 충분한 시간을 제공한다. 또한, 컨베이어 벨트 내의 미립자 물질의 존재는 이 거리에 제한된다. 이는 미립자 물질이 없어질 수 있거나 장치를 오염시킬 수 있거나 또는 양쪽 모두일 수 있는 영역을 제한한다. 이 거리는 미립자 물질이 공동들 내에 충진되는 위치와 이송 위치 사이의 거리를 감소시켜서 더욱 제한될 수도 있음을 알 수 있다.

도 2는 제1 안내 바퀴(2)의 회전식 외부 부분의 의도된 시계 회전 방향으로 제1 안내 바퀴(2)의 우측 하부면 절반으로 연장되어 있는 공급실(20)을 갖는 제1 안내 바퀴(2)를 보여주고 있다. 정지식 공급실(20)은 저장부(reservoir; 71)(도 1 참조)로부터 공급관(22)(일점 쇄선으로 표시됨)을 통해 미립자 물질을 받아들인다. 공급실(20)에는 2개의 가스 개구부들(201), 및 예를 들면 가압된 가스원과 같은 가스 공급부에 연결하기 위한 이에 대응하는 가스 공급 연결부들(202)이 제공되어 있다. 가스 공급 개구부들은 공급실(20)의 상부 및 하부 부분에 제공되어 있다. 하부 가스 공급 개구부(201)는 예를 들면 공급실의 원주상 측벽으로부터 미립자 물질을 제거하고 미립자 물질을 공급실(20)에 계속 순환하게 하는 공급실(20)의 원주에 가스 스트림을 제공하도록 배열된다. 상부 가스 공급 개구부(201)는 또한 예를 들면 공급실(20)의 원주 방향으로 가스 스트림을 유도하도록 배열된다. 이렇게 해서, 공급실(20) 내의 미립자 물질에는 공급실(20)의 원주를 따라서 속도와 방향이 주어져서, 원주를 따라 이동하는 미립자 물질의 속도를 컨베이어 벨트(1) 내의 오리피스들의 속도로 조절한다. 컨베이어 벨트(도 2에는 미도시함)는 제1 안내 바퀴(2)의 원주 부분을 따라 안내되고, 이에 따라 컨베이어 벨트(1)의 톱니(11)가 제1 안내 바퀴(2) 상의 톱니(21)와 상호 작용하게 된다. 제1 안내 바퀴(2)의 톱니는 제1 안내 바퀴(2)의 회전식 부분에 속한다. 바람직하게는, 톱니(11)는 제1 안내 바퀴(2)의 양쪽 측방 면들에 원주방향으로 배열된다. 이렇게 원주방향으로 배열된 2세트의 톱니들(11) 사이에는, 공급실(20)의 공급 개구부들(미도시함)이 제공된다. 벨트(1) 및 제1 안내 바퀴(2)의 회전식 부분은 공급실(20) 내의 공급 개구부들이 컨베이어 벨트(1) 내의 오리피스들(10)과 일치하고 이들과 함께 이동하도록 조절되고 안내된다. 공급 개구부 및 오리피스의 이러한 평행한 안내 동안, 오리피스는 공급실(20)로부터의 미립자 물질로 충진된다.

공급실(20) 내의 가스 공급 개구부들(201)은 또한 공급실 내의 미립자 물질이 교반되고 미립자 물질의 정전기 대전을 방지하거나 제한하기 위해서 예를 들면 이온화 공기를 도입하는 데에 사용될 수도 있다.

도 2의 구현예에서, 제1 안내 바퀴(2) 내의 공급실(20)은 이송 위치(100)까지 쭉 연장되어 있지 않으며, 특히 공급실(20)로부터 오리피스(10) 내로 미립자 물질의 이송을 위해 공급실(20) 내의 공급 개구부는 이송 위치(100)의 상류에(시계 회전 방향에 대하여) 위치하고 있다. 따라서, 오리피스(10)가 이송 위치(100)에 도달하기 전에 소정 양의 미립자 물질이 오리피스(10) 내에 충진된다. 오리피스(10) 및 공동(51)이 직선 벨트부(12)를 따라 안내되는 동안에, 상기 소정 양의 미립자 물질이 이송 위치(100)에서 공동(51) 내에 충진된다. 이에 따라, 공동(51)이 소정 양의 미립자 물질로 충진되며, 소정 양은 오리피스(10)의 체적에 의해 측정되고 정의된다.

로드-형 요소들의 스트림이 상이하게 설계되어야 할 경우 또는 공동(51)이 상이한 양의 미립자 물질로 충진되어야 할 경우, 이는 컨베이어 벨트를 로드-형 요소들의 상이한 스트림, 특히 상이한 크기로 된 공동들에 따른 오리피스 크기들 또는 오리피스 대 오리피스(orifice-to-orifice) 거리들을 포함하는 다른 컨베이어 벨트로 대체하여 행해질 수도 있다. 미립자 물질의 양은 또한 오리피스(10)가 여전히 공급실(20)로부터 미립자 물질을 수신하고 있는 동안에 오리피스 및 공동이 일치하는 시간에 의해 정의될 수도 있다. 이러한 구현예에서, 공급실(20) 내의 공급 개구부는 이송 위치(100)까지 배열되거나, 이송 위치가 더욱 위쪽 방향으로 배열된다.

도 3은 컨베이어 벨트(1) 및 로드-형 요소들의 스트림(5)의 이송 방향으로 보았을 때에 이송 위치(100)에서의 본 발명에 따른 장치의 세부사항을 단면도로 보여주고 있다. 컨베이어 벨트(1) 내의 오리피스(10)는 이송 위치(100)에 배열되어 있다. 공동(51)은 오리피스(10) 아래에 배열되어 있다. 로드-형 요소(50)는 공동(51)의 전방에 배열되어 있다. 스트림 또는 로드-형 요소들은 스트림 지지부(54)에 유지되고 안내된다. 종이 시트 또는 플라스틱 호일과 같은 포장 물질(53)이 스트림 지지부(54)에 배열되고 안내되어 로드-형 요소들(50) 및 공동들(51)을 로드-형 요소들의 스트림 내에 설정하는 한편, 공동들(51)이 충진되고 있다. 스트림 지지부(54)는 주로 그 안에 원형으로 형성된 로드-형 홈부(groove, 541)를 가지고 있다. 홈부(541)의 직경은 로드-형 요소들의 스트림의 운반 경로를 따라 가변할 수도 있고, 본 발명에 따른 방법의 상이한 단계들을 수행할 때에 조절될 수도 있다. 포장 물질(53)은 기본적으로 홈부(541)의 내부 라이닝을 형성한다. 또한, 홈부(542)는 로드-형 물품들의 스트림을 포장하는 데에 사용되는 시트류 물질의 웹을 운반하는 벨트를 위해 제공된다. 포장 물질(53)은 홈부(541)의 개방 말단들의 양쪽 에지들로 그리고 그들 주위로 연장되어 있다. 포장 물질(53)의 이들 연장부들(530)은 로드-형 요소들의 스트림을 밀폐하기 위해 공동들(51)을 충진한 후에 사용된다. 따라서, 연속하는 로드-형 물품은 예를 들면 필터 플러그(50) 및 충진된 공동(51)을 포함하는, 필터 요소들과 같은 개개의 요소들로 절단되기 위해 형성된다.

오리피스(10)는 깔때기 형상으로 컨베이어 벨트(1) 내에 형성되어 있다. 오리피스(10)는 유출 개구부(102), 미립자 물질을 유출 개구부의 방향으로 유도하는 원뿔부(103), 및 유출 개구부(102)보다 큰 삽입부(104)를 포함하고 있다. 삽입부(104)는 예를 들면 스테인리스 스틸 같은 고리형 금속 삽입부일 수도 있다. 삽입부(4)는 충진되거나, 비워지거나 또는 세정되고 있을 때에 오리피스(10)를 안정화한다. 금속 삽입부는 또한 미립자 물질의 정전기 대전을 감소시킬 수도 있고, 이에 따라 공동들의 확실한 충진을 지원한다.

도 4에는 오리피스(10) 내에 삽입된 핀 형(pin-shaped) 캠(40)을 가진 가압 바퀴(4)가 도시되어 있다. 가압 바퀴(4)는 컨베이어 벨트(1) 위에 그리고 이송 위치(100) 뒤에 배열되어 있다. 가압 바퀴(4) 상의 원주방향으로 진행하는 톱니(41)가 컨베이어 벨트(1)의 톱니(11)와 상호 작용한다. 이렇게 해서, 가압 바퀴(4)는 회전하게 되고, 이러한 움직임에 의해 캠(40)은 오리피스(10)를 관통하고 그로부터 후퇴한다. 오리피스(10) 아래 및 2개의 로드-형 요소(50)(하나만이 도시됨) 사이에 배열된, 아직 공동(51)으로 이송되지 않은 미립자 물질이 캠(40)에 의해 오리피스(10) 밖으로 가압된다. 오리피스(10) 및 공동(51)이 직선 벨트부(12)(도 1 참조)를 따라 함께 이동하고 있는 동안에, 중력에 의해 그리고 일반적인 장치 진동을 통해 아직 공동(51)으로 이송되지 않은 오리피스(10) 내의 나머지 미립자 물질이 캠(40)에 의해 공동(51)의 방향으로 가압된다.

바람직하게는, 가압 바퀴(4) 및 컨베이어 벨트(1)는, 캠(40)이 오리피스(10) 또는 벨트(1)의 임의의 표면을 각각 접촉하지 않도록 거리를 두고 있으며, 반면, 캠(54)은 오리피스(10) 내에 삽입되고 그로부터 분리된다. 캠과 오리피스 간의 최소 거리(42)는, 미립자 물질의 입자들의 직경 또는 평균 신장부보다 크게 선택되어서, 미립자 물질이 캠(40)과 오리피스(10)에 의해 압착되거나 파열되지 않게 하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 적어도 하나의 캠이 가압 바퀴(4) 상에 배열되어 있다. 서로를 따르는 캠들(40)의 거리는 컨베이어 벨트(1) 내에서 서로를 따르는 오리피스들(10) 간의 거리와 같다.

도 5 내지 8에는 로드 세정 유닛(61)에 의한 로드 세정 공정이 도시되어 있다. 세정 바퀴(610)는 세정 바퀴(610)의 원주 주위에 규칙적으로 배열된 복수의 오목부(6100)를 포함하고 있어 세정 바퀴(610)를 엽상 바퀴(lobed wheel) 형상이 되게 한다. 세정 바퀴(610)는 이 세정 바퀴(610)의 엽(lobe)들에 배열된 복수의 규칙적으로 배열된 관통 구멍(6101)을 더 포함하고 있다. 따라서, 관통 구멍들(6101)은 오목부들(6100) 사이에서 배열되고, 세정 바퀴(610)의 전방면으로부터 세정바퀴(610)의 후방면까지의 밀폐형 통로를 제공한다. 로드 세정 유닛(61)은 로드-형 요소들의 스트림(5) 위에 그리고 그에 평행하게 배열된 세정 경계면(612)을 더 포함하고 있다. 세정 경계면(612)은 가스 흐름 통로를 포함하고 있다. 이 가스 흐름 통로는 가스 유입부(611)로부터의 가스 스트림이 세정 경계면(612)으로 들어갈 수 있게 해서, 세정 경계면(612) 아래에 배열된 로드-형 요소(50)(도 6 및 도 8에 표시됨)로 유도되고, 로드-형 요소로부터 다시 세정 경계면(612) 내로 그리고 세정 바퀴(61)의 후방면으로 그리고 또한 가스 유출부(613)를 통해 제2 안내 바퀴(3) 및 컨베이어 벨트(1)(도 1 참조)를 세정하기 위한 제2 세정 유닛(62)(미도시함)으로 유도된다. 바람직하게는, 제2 세정 유닛(62)에는 분리된 세정 채널(미도시함)이 제공되어 있다.

세정 바퀴(61)는 또한 로드-형 요소들의 스트림(5) 위에 그리고 로드-형 요소들의 스트림의 운반 방향에 수직으로 배열된다. 세정 바퀴(610)는 세정 경계면(612)에도 추가로 배열되어서, 가스 스트림이 세정 바퀴(610)의 관통 구멍들(6101)을 통해 또는 로드-형 요소(50)를 향해 그리고 그로부터 밖으로 유도하는 세정 경계면(612) 내의 가스 흐름 통로의 해당 부분을 통해, 세정 바퀴(610)의 전방면으로부터 세정 바퀴(610)의 후방면으로 통과할 수 있게 한다.

도 5 및 도 6은 개방 위치에 있는 로드 세정 유닛(61)을 나타내고, 도 7 및 도 8은 밀폐 위치에 있는 로드 세정 유닛(61)을 보여주고 있다. 개방 위치에서, 세정 바퀴(610)는 오목부(6100)가 로드-형 요소들 스트림의 로드-형 요소(50) 위에 놓여지도록 배열된다. 따라서, 가스 스트림이 경계면(612)으로 들어가고, 로드-형 요소(50)로 그리고 다시 그로부터 밖으로 그리고 다시 로드 세정 유닛(61) 내로 유도된다. 이에 따라, 이탈 미립자 물질이 가스 스트림에 의해 또는 흡입을 통해 로드-형 요소(50)로부터 날려보내지거나 빨아들여진다. 밀폐 위치에서, 세정 바퀴(610)는 관통 구멍(6101)이 세정 경계면(612)의 가스 흐름 통로에 배열되도록 배열되어, 로드-형 요소(50)로 그리고 그로부터 유도하는 가스 흐름 통로 부분을 밀폐시킨다. 세정 바퀴(610)는 공동(51)이 로드 세정 유닛(61)을 통과할 때에 밀폐 위치에 위치해서, 예를 들면 공동(51)으로부터 미립자 물질을 부주의하게 제거하지 않게 된다. 세정 유닛(61)의 밀폐 및 개방 위치는 세정 바퀴(610)의 회전에 의해 달성된다. 따라서, 세정 바퀴(611)의 회전 속도가 로드-형 요소들의 스트림 내의 공동들 및 로드-형 요소들의 배열 그리고 로드-형 요소들 스트림의 운반 속도로 조절된다. 예를 들면, (세정 바퀴(610)의 폭에 대하여) 오목부(6100)의 (길이) 크기를 조절함으로써, 로드-형 요소(50)의 세정 행위가 정의될 수 있고, 특히 로드-형 요소(50)의 길이 또는 길이의 일부에 한정될 수 있다. 가스 스트림 또는 흡입은 매우 국소적으로 적용될 수도 있어, 미립자 물질이 공동 밖으로 부주의하게 흡입될 위험에 놓이지 않는다.

로드 세정 유닛(61)은 또한 공동의 충진을 지원하기 위해 사용되도록 조절될 수도 있다. 예를 들면, 로드-형 요소들의 스트림(5)의 포장 물질(53)이 가스 투과성이 낮은 물질로 이루어진 경우, 공동(51)의 충진을 지원하기 위해, 예를 들면 공동 아래로부터 포장 물질을 통해 흡입이 적용될 수 없다. 그러나, 로드-형 요소들이 가스 투과성 물질로 이루어지거나 또는 공동(51) 바로 옆에 배열된 로드-형 요소(50)의 일부분이 가스 투과성 물질로 이루어진 경우, 가스 투과성 물질로 이루어진 로드-형 요소(50)에 또는 로드-형 요소의 부분에 흡입이 적용될 수도 있다. 흡입이 충분히 강한 강도로 적용되는 경우, 이 흡입은 로드-형 요소의 길이 방향으로 로드-형 요소(50)의 가스 투과성 물질을 통해 그리고 공동(51) 상에 작용한다. 이러한 흡입은 공동(51)의 충진을 지원할 수도 있고, 공동(51) 내에 미립자 물질을 유지할 수 있게 한다. 예를 들면, 가스 스트림이 세정을 위해 로드-형 요소들의 스트림에 적용된다. 이러한 충진 지원 유닛은 또한 이송 위치(100)에 보다 가까운, 보다 상류 위치에 배열될 수도 있다.

가스 스트림은 예를 들면 가스 흐름을 공급하는 가스원에 의해 또는 세정 바퀴(610)에 적용된 흡입을 제공하는 진공원에 의해 제공될 수도 있다. 로드-형 요소의 세정 행위, 또는 일반적으로 세정 행위를 위해, 보통 강도의 가스 스트림 또는 흡입이 적용될 수도 있다. 공동의 충진을 지원하기 위해, 강렬한 강도의 흡입이 요구될 수도 있다. 공동으로부터 미립자 물질을 부주의하게 제거하지 않기 위해서, 예를 들면 도 5 내지 도 8에 관하여 설명된 바와 같이 세정 바퀴에 오목부들 및 관통 구멍들을 제공함으로써, 로드-형 요소의 가스 투과성 물질에 대한 흡입 작용의 국소화가 권장될 수도 있다. 세정을 위한 가스 스트림은, 로드-형 요소들 스트림의 또는 충진 기계 부분들의 미립자 물질의 예를 들면 정전기 방전을 위한 이온화된 가스 스트림일 수도 있다. 정전기 방전은 또한 세정 단계가 제공되기 전에 적용될 수도 있다.

1: 컨베이어 벨트
2,3: 안내 바퀴
4: 가압 바퀴
5: 스트림
10: 오리피스
11: 하부면
12: 직선 벨트부
15: 보유 요소
20: 공급실
21: 톱니
22: 공급관
40: 캠
42: 최소 거리
50: 로드-형 요소들
51: 공동들
53: 포장 물질
54: 스트림 지지부
60,61,62,80: 세정 유닛
70: 인장 요소
71: 저장부
100: 이송 위치
102: 유출 개구부
103: 원뿔부
104: 삽입부
201: 개구부들
202: 연결부들
530: 연장부들
541: 홈부
610: 세정 바퀴
612: 세정 경계면
613: 가스 유출부
6100: 오목부
6101: 관통 구멍

Claims (15)

1. 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 장치로, 상기 장치는
   - 오리피스를 포함하는 컨베이어 벨트로, 상기 오리피스는 미립자 물질을 수용하고 상기 오리피스를 통해 상기 미립자 물질을 공급하도록 조절된 것인, 컨베이어 벨트;
   - 상기 컨베이어 벨트를 운반하고 안내하기 위한 제1 안내 바퀴 및 제2 안내 바퀴로, 상기 제1 안내 바퀴 및 제2 안내 바퀴는 상기 컨베이어 벨트가 상기 제1 안내 바퀴와 상기 제2 안내 바퀴 사이에 배열된 직선 벨트부를 포함하도록 서로 거리를 두고 배열된 것인, 제1 안내 바퀴 및 제2 안내 바퀴;
   - 상기 오리피스가 상기 제1 안내 바퀴에서 이송 위치에 도달하기 전에 상기 오리피스를 밀폐 상태로 유지하기 위하여 상기 컨베이어 벨트의 하부면에 인접해서 배열된 보유 요소로, 상기 보유 요소 및 상기 직선 벨트부는 상기 오리피스 내의 미립자 물질이 상기 이송 위치에서 개방된 오리피스를 통해 공급될 수 있도록 배열되고,
   여기서 상기 미립자 물질은 상기 제1 안내 바퀴를 통해 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 것인, 보유 요소,
   - 상기 직선 벨트부의 상부면 바로 옆에 배열된 가압 요소를 포함하되, 상기 가압 요소는 상기 오리피스 밖으로 미립자 물질을 밀어내기 위해 상기 컨베이어 벨트의 상기 오리피스 내에 삽입되기 위한 캠을 포함하는, 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 안내 바퀴는 소정 양의 미립자 물질을 보유하기 위한 공급실을 포함하되, 상기 공급실은 상기 제1 안내 바퀴 내측에 배열되고, 여기서 상기 공급실은 상기 공급실의 공급 주변부 내에 공급 개구부가 제공되고, 상기 공급 주변부는 상기 제1 안내 바퀴의 주변부에 대응하고, 상기 공급 개구부는, 상기 오리피스가 상기 제1 안내 바퀴의 상기 주변부에 배열되어 있을 때, 상기 미립자 물질을 상기 공급 개구부를 통해 상기 공급실로부터 상기 컨베이어 벨트 내의 상기 오리피스로 공급하기 위해 제공되는, 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 공급실은 상기 공급실 내의 상기 미립자 물질의 순환을 발생시키기 위한 순환 수단을 포함하는, 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 안내 바퀴, 상기 제2 안내 바퀴, 또는 상기 제1 및 제2 안내 바퀴 모두로부터 미립자 물질을 제거하기 위한 장치 세정 유닛을 더 포함하는, 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제2 안내 바퀴의 하류에 배열된 로드 세정 유닛을 더 포함하고, 여기서 상기 로드 세정 유닛은 로드-형 요소들의 스트림에 제공된 공동 바로 옆의 영역으로부터 이탈 미립자 물질을 제거하도록 조절된 것이고, 상기 로드-형 요소들의 스트림의 로드-형 요소의 길이방향 말단 바로 옆에 배열된 것인, 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1 안내 바퀴 및 상기 제2 안내 바퀴는 제1 톱니형 바퀴 및 제2 톱니형 바퀴이고, 상기 컨베이어 벨트는 상기 제1 톱니형 바퀴 및 상기 제2 톱니형 바퀴의 원주를 따라 배열된 톱니형 벨트인, 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 장치.
7. 제1항에 있어서, 미립자 물질을 정전기적으로 대전하기 위한 이온화 유닛을 더 포함하는, 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 장치.
8. 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 방법으로, 상기 방법은
   - 오리피스를 포함하는 컨베이어 벨트들 제공하는 단계,
   - 제1 안내 바퀴 및 제2 안내 바퀴에 의해 상기 컨베이어 벨트를 운반하고 안내하는 단계로, 그에 따라 상기 제1 안내 바퀴 및 상기 제2 안내 바퀴를 서로 거리를 두고 배열해서 상기 컨베이어 벨트가 상기 제1 안내 바퀴와 상기 제2 안내 바퀴 사이에 직선 벨트부를 형성하는, 단계;
   - 상기 오리피스를 상기 오리피스가 밀폐되어 유지되는 동안에 상기 제1 안내 바퀴를 통해 미립자 물질로 충진하는 단계; 그리고
   - 로드-형 요소들의 스트림 내의 공동을 이송 위치에서 상기 오리피스에 인접하게 배열하는 단계; 그리고
   - 상기 직선 벨트부를 따라 상기 컨베이어 벨트 내의 상기 오리피스 및 상기 로드-형 요소들의 스트림 내의 공동을 평행하게 안내하면서, 상기 오리피스에 인접하게 배열된 공동 내로 개방된 오리피스를 통해 상기 미립자 물질을 공급하는 단계;
   - 상기 오리피스 내에 캠을 삽입하고, 그에 따라 상기 오리피스로부터 미립자 물질을 가압하는 단계를 포함하는, 방법.
9. 제8항에 있어서,
   - 상기 제1 안내 바퀴에 배열된 공급실 내에 미립자 물질을 공급하는 단계;
   - 상기 제1 안내 바퀴를 따라 오리피스를 안내해서 상기 공급실 내의 공급 개구부를 통과하게 하는 단계; 그리고
   - 상기 공급 개구부를 통해 상기 공급실로부터 상기 컨베이어 벨트 내의 상기 오리피스로 미립자 물질을 공급하는 단계를 더 포함하는, 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 공급실 내의 미립자 물질의 순환을 발생시키는 단계를 더 포함하는, 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 방법.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 로드-형 요소들의 스트림의 로드-형 요소에 흡입을 적용하거나 가스 스트림을 유도하여 상기 로드-형 요소들의 스트림으로부터 이탈 미립자 물질을 제거하는 단계를 더 포함하는, 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 방법.
12. 제11항에 있어서, 가스 투과성 물질을 포함하는 로드-형 요소들을 제공하고, 가스 투과성 물질을 포함하는 상기 로드-형 요소에 흡입을 적용해서 흡입은 상기 가스 투과성 물질을 통해 그리고 상기 가스 투과성 물질을 포함하는 로드-형 요소 바로 옆에 배열된 공동 상에서 작용하고, 그에 따라 미립자 물질로 공동을 충진하는 것을 지원하는 것인, 미립자 물질로 공동들을 충진하기 위한 방법.
13. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 장치로서, 흡연 물품용 필터 요소의 제조용 장치.
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