PL223115B1

PL223115B1 - Sposób, mechanizm i urządzenie do chwilowego kompresowania materiału filtracyjnego

Info

Publication number: PL223115B1
Application number: PL402777A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Lisowski; Marcin Mamerski; Robert Stanikowski; Grzegorz Więcaszek
Original assignee: Int Tobacco Machinery Poland Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2016-10-31
Also published as: US11076635B2; CN103989248B; EP2767177A1; BR102014003575B1; PL2767177T3; CN103989248A; JP5870131B2; BR102014003575A2; RU2014104322A; HUE027665T2; PL402777A1; RU2646018C2; JP2014155491A; PL2767177T5; US20140235416A1; EP2767177B1; EP2767177B2; US20190281887A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób, mechanizm i urządzenie do chwilowego kompresowania materiału filtracyjnego stosowanego do wytwarzania wyrobów przemysłu tytoniowego.

W przemyśle tytoniowym wytwarza się papierosy wyposażone w filtry, przy czym filtry mogą być wykonane z jednego rodzaju materiału lub mogą być złożone z wielu materiałów o różnych własnościach fizycznych i filtracyjnych. Materiał filtracyjny w postaci ciągłej, przykładowo acetat jest cięty na sztabki i aplikowany do papierosów. Przy czym znane są filtry wytwarzane z kilku koncentrycznie ułożonych warstw materiału filtracyjnego. W produkowanych współcześnie papierosach coraz częściej stosowane są filtry, które posiadają kilka segmentów z różnych materiałów. Ze stanu techniki znane są maszyny do wytwarzania filtrowych sztabek wielosegmentowych z bezkońcowych filtrowych wałków wielosegmentowych. Maszyny te zestawiają segmenty podawane z wielu urządzeń zasilających, przy czym segmenty powstają przez cięcie sztabek filtrowych przemieszczanych przykładowo na transporterze bębnowym przy użyciu głowicy tnącej wyposażonej w noże krążkowe. Poszczególne segmenty są zestawiane zależnie od urządzenia obok siebie na transporterze bębnowym lub jeden za drugim na transporterze liniowym, aby ostatecznie utworzyć przemieszczający się liniowo bezkońcowy wałek wielosegmentowy cięty na pojedyncze sztabki wielosegmentowe. W dalszych etapach procesu produkcji papierosów sztabki wielosegmentowe są cięte na pojedyncze wielosegmentowe filtry aplikowane do pojedynczych papierosów.

Bardzo istotnym aspektem produkcji sztabek filtrowych różnych znanych rodzajów jest jakość owinięcia segmentów bibułką. O jakości decyduje zarówno zniekształcenie bibułki w okolicy szwu klejowego jak i wypełnienie bibułki materiałem filtracyjnym.

Ze stanu techniki znane są elementy do kompresji w postaci stałych listew dociskowych, które podczas pracy grzeją się i prowadzą do uszkodzenia materiału. Amerykański Patent US 3,716,443 ujawnia urządzenie do wytwarzania sztabek filtrowych z ciągłego materiału filtracyjnego, w którym zastosowano element do formowania bezkońcowego wałka filtrowego, który to element jest chłodzony przy pomocy sprężonego powietrza. Dzięki zastosowaniu sprężonego powietrza powstaje cienka warstwa zmniejszająca tarcie między materiałem filtracyjnym a elementami prowadzącymi.

Zadaniem stojącym przed niniejszym wynalazkiem jest opracowanie ulepszonego urządzenia i sposobu do kompresowania materiału filtracyjnego.

Istotą wynalazku jest sposób chwilowego kompresowania materiału filtracyjnego stosowanego w przemyśle tytoniowym, owijanego w bibułkę zaklejaną klejem podawanym z aparatu klejowego charakteryzujący się tym, że przed owinięciem materiału filtracyjnego bibułką materiał filtracyjny kompresuje się wywierając siłę na materiał za pomocą co najmniej jednego obrotowego elementu kompresującego.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że materiał filtracyjny kompresuje się stopniowo za pomocą zespołu wielu obrotowych elementów kompresujących, oddziaływujących na kompresowany materiał z różną siłą.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że siła wywierana przez kolejne obrotowe elementy kompresujące na materiał filtracyjny zwiększa się.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że siła wywierana na materiał filtracyjny skierowana jest w kierunku pionowym.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że siła wywierana na materiał filtracyjny skierowana jest pod kątem do kierunku pionowego.

Istotą wynalazku jest również mechanizm do chwilowego kompresowania materiału filtracyjnego stosowanego w przemyśle tytoniowym, owijanego w bibułkę zaklejaną klejem podawanym z aparatu klejowego, przystosowany do umieszczania na maszynie wytwarzającej sztabki filtrowe przed aparatem klejowym, który to mechanizm charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej jeden obrotowy element kompresujący do nagniatania przemieszczającego się liniowo pod nim materiału filtracyjnego.

Ponadto mechanizm według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera dwa obrotowe elementy kompresujące.

Mechanizm według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera trzy obrotowe elementy kompresujące.

PL 223 115 B1

Mechanizm według wynalazku charakteryzuje się tym, że ostatni obrotowy element kompresujący licząc w kierunku ruchu materiału filtracyjnego ma mniejszą szerokość roboczą od poprzedzających elementów kompresujących.

Mechanizm według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest dostosowany do regulacji położenia obrotowych elementów kompresujących w przynajmniej jednej osi, korzystnie we wszystkich osiach.

Mechanizm według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest dostosowany do regulacji kąta pomiędzy osią ruchu liniowego materiału filtracyjnego a linią kompresowania mechanizmu kompr esującego, w szczególności linią wyznaczoną przez środki obrotu obrotowych elementów kompres ujących.

Mechanizm według wynalazku charakteryzuje się tym, że obrotowy element kompresujący to rolka kompresująca o walcowej powierzchni roboczej.

Mechanizm według wynalazku charakteryzuje się tym, że obrotowy element kompresujący to rolka kompresująca o stożkowej powierzchni roboczej.

Mechanizm według wynalazku charakteryzuje się tym, że obrotowy element kompresujący to rolka kompresująca o obłej powierzchni roboczej.

Ponadto istotą wynalazku jest urządzenie do wytwarzania sztabek filtrowych z materiału filtracyjnego stosowanego w przemyśle tytoniowym, charakteryzujące się tym, że posiada co najmniej jeden mechanizm kompresujący według wynalazku.

Zaletą sposobu i urządzenia według wynalazku jest skuteczne działanie przy niskonakładowym i prostym sposobie realizacji rozwiązania według wynalazku. Rozwiązanie według wynalazku ponadto pozbawione jest wad rozwiązań znanych ze stanu techniki tj. nie nagrzewa się w czasie pracy, a także nie powoduje uszkodzeń materiału. Elementy kompresujące toczą się po powierzchni materiału filtracyjnego odmiennie od rozwiązań znanych ze stanu techniki, w których występowało zjawisko ślizgania się listew dociskowych po materiale filtracyjnym.

Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia schematycznie fragment maszyny do wytwarzania sztabek wielosegmentowych,

Fig. 2 przedstawia mechanizm kompresujący w widoku z przodu,

Fig. 3 przedstawia mechanizm kompresujący w widoku z góry,

Fig. 4 przedstawia przykład wykonania obrotowego elementu kompresującego,

Fig. 5 przedstawia inny przykład wykonania obrotowego elementu kompresującego,

Fig. 6 przedstawia kolejny przykład wykonania obrotowego elementu kompresującego,

Fig. 7 przedstawia przekrój przez wałek filtrowy w czasie dekompresowania materiału,

Fig. 8 przedstawia przekrój przez wałek filtrowy po zdekompresowania materiału,

Fig. 9 przedstawia alternatywny przykład wykonania mechanizmu kompresującego.

Na fig. 1 przedstawiono schematycznie fragment maszyny do wytwarzania sztabek wielosegmentowych. Zespół zasilający 101 podaje przygotowane wcześniej w znany sposób segmenty filtrowe S na przenośnik 102, przy czym na jego powierzchni umieszczona zostaje bibułka 103. W czasie przemieszczania segmentów na przenośniku 102 bibułka 103 jest owijana w znany sposób wokół segmentów i zaklejana, przy czym klej jest podawany z aparatu klejowego 104 a szew klejowy jest podgrzewany grzałką 105. Tak powstały bezkońcowy wałek wielosegmentowy CR przemieszcza się dalej i zostaje pocięty na sztabki filtrowe FR przy pomocy znanej głowicy tnącej 106 wyposażonej w noże 107. Na rysunku pominięto typowe elementy do podpierania i prowadzenia bezkońcowego wałka CR i sztabek filtrowych FR.

Urządzenie do chwilowego kompresowania materiału filtracyjnego stanowi fragment maszyny do wytwarzania sztabek z materiału filtracyjnego. Obejmuje ono elementy do prowadzenia bibułki i materiału filtracyjnego oraz mechanizm kompresujący 11, którego fragment pokazano na fig. 2. Mechanizm kompresujący 11 jest usytuowany ponad przemieszczającym się materiałem filtracyjnym przykładowo w postaci segmentów S, przy czym nie została pokazana bibułka, w którą są owijane segmenty. Przykładowy mechanizm zawiera trzy obrotowe elementy kompresujące 10 usytuowane jeden za drugim, w pokazanym przykładzie środki elementów kompresujących 10 leżące na osiach obrotu T elementów kompresujących usytuowane są na jednej linii 12. Przez najniżej położone i n agniatające materiał w największym stopniu punkty na powierzchniach obwodowych elementów obrotowych 10 została poprowadzona linia kompresowania 13. Dla elementów obrotowych 10 o jednako4

PL 223 115 B1 wych średnicach linia kompresowania 13 będzie równoległa do linii 12 przechodzącej przez środki elementów obrotowych 10. Elementy obrotowe 10 mogą mieć różne średnice, przy czym linia kompr esowania zdefiniowana przez najniżej położone punkty może być pochylona względem osi SA materiału filtracyjnego S pod kątem a od 1° do 5°, korzystnie pochylenie wynosi od 2° do 3° zależnie od materiału filtracyjnego. Pochylenie linii kompresowania zapewnia, że kolejne obrotowe elementy kompresujące 10 oddziałują na materiał filtracyjny z coraz większą siłą. Przy zastosowaniu różnych średnic elementów obrotowych 10 linia kompresowania 13 będzie linią łamaną.

Figura 3 przedstawia mechanizm kompresujący 11 do chwilowego kompresowania materiału filtracyjnego w widoku z góry. Widoczna jest tutaj bibułka 14, w którą zawijane są segmenty S, przy czym jej krawędzi zaznaczono oznacznikami 15 i 16. W uproszczeniu pokazano także dyszę klejową 17 aparatu klejowego, z której podawany jest klej na bibułkę 14 przy krawędzi 15. W pokazanym mechanizmie kompresującym 11 pokazano trzy obrotowe elementy kompresujące 10, przy czym ostatni obrotowy element kompresujący 10A ma mniejszą szerokość g2 od szerokości g1 poprzedzających elementów kompresujących 10. Obrotowe elementy kompresujące 10, 10A są zamocowane obrotowo w korpusie 18 przy pomocy łożysk 19. Obrotowe elementy kompresujące są wprawiane w ruch obr otowy przez materiał filtracyjny. Na każdy z elementów kompresujących oddziałuje moment napędowy pochodzący od sił tarcia między materiałem filtracyjnym a powierzchnią elementów kompresujących. Jednak możliwe jest również rozwiązanie, w którym są one napędzane przez oddzielny napęd zsynchronizowany mechanicznie lub elektronicznie z napędem przenośnika 102 (fig. 1) w taki sposób, aby nie występował poślizg między powierzchnią obwodową elementów obrotowych 10 a powierzchnią materiału filtracyjnego S.

Poniżej zostaną opisane przykładowe obrotowe elementy kompresujące. Obrotowy element kompresujący 10' obracający się wokół osi T pokazany na fig. 4 posiada powierzchnię obwodową 20 w postaci walca i w czasie pracy mechanizmu wywiera siłę F na ciągły lub segmentowy materiał filtr acyjny S częściowo owinięty bibułką 14, przy czym siła F jest skierowana w kierunku pionowym V i wywołuje poziome nagniecenie materiału filtracyjnego. Obrotowy element kompresujący 10” obrac ający się wokół osi T pokazany na fig. 5 posiada powierzchnię obwodową 21 w postaci stożka i w cz asie pracy wywiera siłę F na ciągły lub segmentowy materiał filtracyjny S częściowo owinięty bibułką 14, przy czym siła F' jest skierowana pod kątem β do kierunku pionowego V i wywołuje pochylone nagniecenie na powierzchni materiału filtracyjnego. Korzystnie kąt β wynosi od 5° do 30°. Przeprowadzone próby wykazały, że jeszcze korzystniej kąt β wynosi od 15° do 20°. Obrotowy element kompresujący 10”' obracający się wokół osi T pokazany na fig. 6 posiada obłą powierzchnię obwodową 22 i w czasie pracy wywiera siłę F” na ciągły lub segmentowy materiał filtracyjny S częściowo owinięty bibułką 14, przy czym siła F” jest skierowana pod kątem β do kierunku pionowego V i wywołuje pochylone wklęsłe nagniecenie materiału filtracyjnego.

Położenie mechanizmu kompresującego może zostać dobrane stosowanie do materiału filtracyjnego i wymagań producenta. Położenie mechanizmu kompresującego może zostać ustalone w typowy sposób w kierunkach trzech osi X, Y i Z (fig. 2 i 3). Ponadto można ustalić położenie kątowe mechanizmu kompresującego, aby odpowiednio do rodzaju materiału filtracyjnego dobrać wartość kąta a linii kompresowania mechanizmu względem osi materiału filtracyjnego.

W czasie wytwarzania sztabek filtrowych FR, przed zaklejeniem bibułki 14 materiał filtracyjny S w postaci segmentów lub w postaci ciągłej jest kompresowany przy pomocy mechanizmu kompresującego 11 w celu zmniejszenia przekroju poprzecznego materiału filtracyjnego. Wywołane kompresją nagniecenie i zmniejszenie przekroju poprzecznego pozwala na to, że zawijanie bibułki w celu uz yskania walcowego rękawa wokół materiału filtracyjnego odbywa się bez konieczności jednoczesnego kompresowania owijanego materiału. Bibułka zostaje uformowana w kształcie walca i zaklejona. W czasie owijania będzie miała miejsce dekompresja, ostatecznie zakończy się ona po uformowaniu walcowego rękawa z bibułki.

Figura 7 przedstawia przekrój przez bezkońcowy wałek filtrowy w czasie dekompresowania materiału filtracyjnego S, w obrębie przekroju wałka istnieje pewna przestrzeń P nie wypełniona jeszcze materiałem filtracyjnym, przy czym bibułka została już uformowana, a szew klejowy G został już utworzony. Fig. 8 przedstawia przekrój przez bezkońcowy wałek filtrowy po zdekompresowaniu materiału filtracyjnego S.

Mechanizm kompresujący 11' według wynalazku może zostać również wykonany z zastosowaniem pośredniego elementu dociskowego 25 (fig. 9) między obrotowymi elementami kompresującymi 10 a materiałem filtracyjnym S, przykładowo w postaci paska lub taśmy. Powierzchnia robocza p oPL 223 115 B1 średniego elementu dociskowego 25 może być ukształtowana w dowolny sposób. Zastosowanie pośredniego elementu dociskowego nie ma wpływu na skuteczność działania mechanizmu według wynalazku.

Zaletą metody według wynalazku jest to, że ostateczna dekompresja materiału filtracyjnego następuje po uformowaniu i zaklejeniu bibułki, dzięki czemu uzyskuje się lepsze wypełnienie bibułki.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób chwilowego kompresowania materiału filtracyjnego stosowanego w przemyśle tytoniowym, owijanego w bibułkę zaklejaną klejem podawanym z aparatu klejowego na maszynie wytwarzającej sztabki filtrowe, znamienny tym, że przed owinięciem materiału filtracyjnego (S) bibułką (14), materiał filtracyjny kompresuje się wywierając siłę (F) na materiał filtracyjny (S) za pomocą co najmniej jednego obrotowego elementu kompresującego (10).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał filtracyjny (S) kompresuje się stopniowo za pomocą zespołu wielu obrotowych elementów kompresujących (10), oddziaływujących na kompresowany materiał (S) z różną siłą.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że siła (F) wywierana przez kolejne obrotowe elementy kompresujące (10) na materiał filtracyjny (S) zwiększa się.
4. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że siła (F) wywierana na materiał filtracyjny (S) skierowana jest w kierunku pionowym.
5. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że siła (F, F”) wywierana na materiał filtracyjny (S) skierowana jest pod kątem (β) do kierunku pionowego.
6. Mechanizm do chwilowego kompresowania materiału filtracyjnego stosowanego w przemyśle tytoniowym, owijanego w bibułkę zaklejaną klejem podawanym z aparatu klejowego, przystosowany do umieszczania na maszynie wytwarzającej sztabki filtrowe przed aparatem klejowym, znamienny tym, że zawiera co najmniej jeden obrotowy element kompresujący (10) do nagniatania przemieszczającego się liniowo pod nim materiału filtracyjnego (S).
7. Mechanizm według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera dwa obrotowe elementy kompresujące (10).
8. Mechanizm według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera trzy obrotowe elementy kompresujące (10).
9. Mechanizm według zastrz. 7 lub 8, znamienny tym, że ostatni obrotowy element kompresujący (10A) licząc w kierunku ruchu materiału filtracyjnego (S) ma mniejszą szerokość roboczą od poprzedzających elementów kompresujących (10).
10. Mechanizm według któregokolwiek z zastrz. od 6 do 9, znamienny tym, że jest dostosowany do regulacji położenia obrotowych elementów kompresujących (10) w przynajmniej jednej osi, korzystnie we wszystkich osiach.
11. Mechanizm według któregokolwiek z zastrz. od 6 do 9, znamienny tym, że jest dostosowany do regulacji kąta (a) pomiędzy osią (SA) ruchu liniowego materiału filtracyjnego (S) a linią kompresowania (13) mechanizmu kompresującego, w szczególności linią (12) wyznaczoną przez środki obrotu obrotowych elementów kompresujących (10).
12. Mechanizm według któregokolwiek z zastrz. od 6 do 11, znamienny tym, że obrotowy element kompresujący (10) to rolka kompresująca o walcowej powierzchni roboczej (20).
13. Mechanizm według któregokolwiek z zastrz. od 6 do 11, znamienny tym, że obrotowy element kompresujący (10) to rolka kompresująca o stożkowej powierzchni roboczej (21).
14. Mechanizm według któregokolwiek z zastrz. od 6 do 11, znamienny tym, że obrotowy element kompresujący (10) to rolka kompresująca o obłej powierzchni roboczej (22).
15. Urządzenie do wytwarzania sztabek filtrowych z materiału filtracyjnego stosowanego w przemyśle tytoniowym, znamienne tym, że posiada co najmniej jeden mechanizm kompresujący (11) według któregokolwiek z zastrz. od 6 do 14.