HK38191A - Apparatus for treating material, especially tobacco - Google Patents

Apparatus for treating material, especially tobacco

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HK38191A
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HK
Hong Kong
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shell
pressure chamber
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HK381/91A
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Lucas Jones Conrad
Jackie Lee White
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R.J. Reynolds Tobacco Company
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Claims (31)

1. Vorrichtung zum Behandeln von Material (114) in einer dichtend verschlossenen Druckkammer (10, 100) mit einem unter Druck stehenden Behandlungsfluid, wobei diese Vorrichtung umfaßt:
Einen zylindrischen, rohrförmigen Mantel (12, 101), der einen Teil der Druckkammer (10, 100) bildet, und
Einrichtungen zum Einführen und zum Entfernen des Behandlungsfluids in die bzw. aus der Druckkammer (10, 100) und bewegliche Einrichtungen (14, 102), welche einen weiteren Teil der Druckkammer bilden und zwischen einer ersten Position zum Öffnen der Druckkammer und einer Behandlungsposition zum Schließen der Druckkammer hin- und herbeweglich montiert sind, und
Einrichtungen (70, 162) zum Bewegen der beweglichen Einrichtungen (14,102) zwischen der ersten Position und der Behandlungsposition und
Dichtungseinrichtungen (32,34,36), die mit den beweglichen Einrichtungen (14, 102) und dem Mantel (12, 101) verbunden sind, um die Druckkammer (10,100) dichtend zu verschließen, wenn sich die beweglichen Einrichtungen in der Behandlungsposition befinden, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die beweglichen Einrichtungen eine spulenförmige Einrichtung (14, 102) umfassen, welche ein erstes und ein zweites zylindrisches Endelement (16, 18) und eine Verbindungsstange (20) umfaßt, um die Endelemente im Abstand voneinander zu halten und festzulegen, derart, daß zwischen den beiden zylindrischen Endelementen (16, 18) und der spulenförmigen Einrichtung (14, 102) rings um die Verbindungsstange (20) ein ringförmiger longitudinaler Raum zur Aufnahme des zu behandelnden Materials (114) geschaffen wird, daß dieser ringförmige Raum zum Einfüllen und Entladen des Materials (114) in der ersten Position der spulenförmigen Einrichtung (14, 102) zugänglich ist, in der mindestens ein Teil derselben (der spulenförmigen Einrichtung) sich außerhalb des Mantels (12, 101) befindet, und daß der ringförmige Raum in der Behandlungsposition, in der sich die spulenförmige Einrichtung (14, 102) innerhalb des Mantels (12,101) befindet, in Verbindung mit dem zylindrischen, rohrförmigen Mantel (12, 101) die Druckkammer bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtungen zum Zuführen und Entfernen des Behandlungsfluids Leitungseinrichtungen (42, 88, 90, 92, 96) in den spulenförmigen Einrichtungen umfassen, um das Einführen des Behandlungsfluids in der Mitte des Materials (114) zu ermöglichen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Leitungseinrichtungen Nuten (96) an der Außenfläche der Verbindungsstange (20) und Einrichtungen zum Einführen des Behandlungsfluids in diese Nuten umfassen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, welche ferner eine Siebanordnung umfaßt, die die Verbindungsstange (20) bedeckt, um zu verhindern, daß irgendwelche Materialpartikel in die Nuten (96) passieren, wenn das Behandlungsfluid aus der Druckkammer (10) entfernt wird, während sie das Hindurchgehen des Behandlungsfluids unter Druck gestatten.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Siebanordnung mehrere Lagen von Siebabdekkungen umfaßt, die von einer inneren Lage, angrenzend an die Verbindungsstange (20), bis zu einer äußeren Lage reichen, wobei die Maschenweite der inneren Lage etwa 3,15 Öffnungen pro cm ist und die äußere Lage etwa 1400 x 250 Maschen aufweist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Dichtungseinrichtungen (32, 34, 36) mindestens ein Dichtungselement (32, 34, 36) an den zylindrischen Endelementen (16, 18) umfassen, welches derart expandiert werden kanhn, daß es in Eingriff mit der Innenwand des Mantels (12) steht, um die abgedichtete Druckkammer (10) zu bilden, sowie Einrichtungen (52, 56, 58, 60, 62, 68, 70, 72, 74) zum Verformen der Dichtungselemente (32, 34, 36).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Einrichtungen zum Verformen der Dichtungselemente (32, 34, 36) Leitungseinrichtungen (52, 56, 58, 60, 62, 68, 70, 72, 74) in der spulenförmigen Einrichtung (14) umfassen, um ein Fluid zu den Dichtungselementen zu übertragen; um zu bewirken daß sich die Dichtungselemente ausdehnen und in Eingriff der Innenfläche des zylindrischen, rohrförmigen Mantels (12) gelangen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Einrichtungen zum Verformen dieser (Dichtungs-) Elemente (32, 34, 36) Einrichtungen zum Zusammendrücken der Dichtungselemente umfassen, welche letztere veranlassen, sich zu deformieren und in Eingriff mit der Innenwand des zylindrischen, rohrförmigen Mantels (12) zu gelangen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner zweite Fluidzuführeinrichtungen (98) umfaßt, welche dem zylindrischen Mantel zugeordnet sind, um das Behandlungsfluid in die Druckkammer (10) einzuleiten oder aus dieser abzuziehen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner Einrichtungen umfaßt, um die Temperatur der abgedichteten Druckkammer auf einem ausgewählten Niveau zu halten.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Position der spulenförmigen Einrichtung (102) eine Beschickungsposition (104) ist, und welche ferner eine zweite Position (108) außerhalb des Mantels (101) zum Entladen umfaßt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend:
a) Einrichtungen (112) zum Beschicken der spulenförmigen Einrichtung (102) mit einem zu behandelnden Material (114) in der ersten Position (104) und
b) Einrichtungen (150, 152, 153, 154, 156) zum Entladen der spulenförmigen Einrichtung (102) in der zweiten Position (108).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Entladeeinrichtungen (112) umfassen:
a) eine bewegliche Schale (130, 130', 132, 132'), welche die spulenförmige Einrichtung (102) in der Beschickungsposition (104) umschließt, um das zu behandelnde Material einzuschließen, ehe die Spule (102) in den zylindrischen, rohrförmigen Mantel (101) bewegt wird; und
b) Transporteinrichtungen (144) zum Ablegen des Materials innerhalb der beweglichen Schale.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Spule (102) zur Hin- und Herbewegung auf einer vertikalen Achse montiert ist und bei der die rohrförmige Schale (101) zwischen den Beschikkungs- und den Entladeeinrichtungen angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Beschickungseinrichtungen (112) umfassen:
a) ein Stützelement (116), welches angrenzend an die obere Oberfläche (120) des unteren zylindrischen Endelements (118) angeordnet ist, wenn sich die spulenförmige Einrichtung (102) in der Beschickungsposition (104) befindet;
b) im Abstand voneinander angeordnete Seitenwände (146, 148) auf gegenüberliegenden Seiten der spulenförmigen Einrichtung (102), welche die Seiten eines Paares von Sammelkammern (128, 128') definieren, die sich auf gegenüberliegenden Seiten der spulenförmigen Einrichtung (102) befinden;
c) ein Paar von entfernbaren, vertikalen Stirnwänden (124, 126), welche quer zu den Seitenwänden (146, 148) verlaufen, wobei die vertikalen Stirnwände auf gegenüberliegenden Seiten der spulenförmigen Einrichtung (102) angeordnet sind und, angrenzend an dieselbe, ein erstes Ende jeder der Sammelkammern (128, 128') bilden;
d) Schalenelemente (130, 130', 132, 132') auf gegenüberliegenden Seiten der spulenförmigen Einrichtung (102), die auf der Außenseite der vertikalen Stirnwände angeordnet sind und das zweite Ende der Sammelkammern (128, 128') bilden, wobei die Schalenelemente (130, 130', 132,132') zwischen den im Abstand voneinander angeordneten Seitenwänden (146, 148) angeordnet sind;
e) Einrichtungen (144) zum Ablegen des Materials (114) in die Sammelkammern (128, 128)';
f) Einrichtungen zum Entfernen und Einsetzen der vertikalen Stirnwände aus dem und in den Raum zwischen den Seitenwänden (146, 148); und
g) Einrichtungen (136,142) zum Hin- und Herbewegen der Schalenelemente (130, 130', 132, 132') nach innen auf die spulenförmige Einrichtung (102) zu zum Formen und Einschließen des Materials (114) rings um die spulenförmige Einrichtung (102) vor der Bewegung dieser spulenförmigen Einrichtung (102) aus der Beschickungsposition (104) in die Behandlungsposition (106).
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Entladeeinrichtungen umfassen:
a) ein Gehäuse (150) zum Umschließen der spulenförmigen Einrichtung, wobei das Gehäuse eine Auslaßöffnung (154) besitzt;
b) Einrichtungen (153) zum Entfernen des behandelten Materials aus der spulenförmigen Einrichtung (102).
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der das Gehäuse (150) ferner eine Einlaßöffnung (152) umfaßt und bei der die Einrichtungen zum Entfernen des behandelten Materials Einrichtungen (153) zum Hindurchleiten eines Fluids durch das Gehäuse (150) und durch die Auslaßöffnungen (154) umfassen, um das behandelte Material von der spulenförmigen Einrichtung (102) zu entfernen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Einrichtungen zum Entfernen des behandelten Materials umfassen:
a) Einrichtungen (160, 162) zum Drehen der spulenförmigen Einrichtung (102), während sie sich in dem Entladegehäuse befindet; und
b) Abstreifeinrichtungen zum Erfassen des behandelten Materials, während die spulenförmige Einrichtung gedreht wird, wodurch das behandelte Material von der spulenförmigen Einrichtung entfernt wird.
19. Vorrichtung nach Anspruch 16, welche ferner Einrichtungen (156) umfaßt, um das behandelte Material (114), welches von der Auslaßöffnung (154) des Gehäuses (150) empfangen wurde, zu transportieren.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, bei der die Einrichtungen (156) zum Transportieren eingeschlossen sind und ferner Einrichtungen umfassen, um das Material zu erhitzen, während es sich in den Transporteinrichtungen befindet.
21. Vorrichtung nach Anspruch 17, welche ferner Einrichtungen zum Heizen des das Gehäuse passierenden Fluids umfassen.
22. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Behandlungsfluid zurückgewonnen und erneut verwendet wird.
23. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Behandlungsfluid verwendet wird, um Bestandteile des Materials (114), welches behandelt wird, zu extrahieren.
24. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Material (114), welches behandelt wird, Tabak ist und bei der das Fluid verwendet wird, um dem Tabak im Verlauf des Prozesses zum Erhöhen der Füllkapazität desselben zu imprägnieren.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, welche ferner Einrichtungen zum Erhitzen des imprägnierten Materials (114) beim Entfernen dieses Materials aus der Druckkammer (10) umfaßt.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24, welche ferner Einrichtungen zum Beheizen der Druckkammer (10) umfaßt.
27. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Leitungseinrichtungen zum Expandieren der Dichtungselemente umfassen:
a) Nuten (60, 62, 70) an der Außenfläche der Endelemente (16, 18), welche die expandierbaren Dichtungselemente (32, 34, 36) tragen;
b) eine Bohrung (52) in der Verbindungsstange (20);
c) Kanäle (56, 58, 68), die sich zwischen den Dichtelement-Nuten (60, 62, 70) und der Bohrung (52) erstrekken; und
d) Einrichtungen zum Einführen und Entfernen eines Aufblasfluids in die Dichtelement-Nuten durch die Bohrung (52) und Kanäle (56, 58, 68) zum Expandieren und Entlüften der expandierbaren Dichtelemente (32, 34, 36).
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, bei der das Aufblasfluid im wesentlichen unkompressibel und mit Tabak kompatibel ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 24, bei der die Einrichtungen zum Einführen des Behandlungsfluids in die Druckkammer (10) umfassen:
a) eine Versorgungsleitung (44), die mit dem rohrförmigen Mantel (12) an einem (18) der Endelemente (16, 18) verbunden ist, wenn die spulenförmige Einrichtung (14) sich in der Behandlungsposition befindet;
b) eine ringförmige Nut (88) in dem Endelement (18), die an der äußeren Oberfläche desselben angeordnet ist;
c) mindestens eine Längsnut (96), welche sich längs der Oberfläche der Verbindungsstange (20) von der Innenfläche eines (18) der Endelemente (16,18) zu dem anderen (16) erstreckt;
d) einen Kanal (90), der sich zwischen der ringförmigen Nut (88) und der Längsnut (96) erstreckt; und
e) eine Gitteranordnung, welche von der Verbindungsstange (20) getragen wird, wobei die Gitteranordnung das Passieren des Behandlungsfluids unter Druck durch sie hindurch ermöglicht, während sie verhindert, daß der Tabak, welcher behandelt wird, beim Entfernen des Behandlungsfluids aus dem Druckgefäß in die Längsnuten passiert.
30. Vorrichtung nach Anspruch 24, bei der die Achsen des zylindrischen, rohrförmigen Mantels (101) und der spulenförmigen Einrichtung (102) zusammenfallen und vertikal positioniert sind.
31. Vorrichtung nach Anspruch 15, welche ferner eine Zwischenstützeinrichtung (140) umfaßt, die die Sammelkammern (128), 128') in Abschnitte unterteilt, wobei die Zwischenstützeinrichtung (140) zwischen einer zurückgezogenen Position, in der sie das Ablegen des Materials (114), insbesondere des Tabaks, auf dem Boden gestattet, einer Sammelposition, die es gestattet, das Material (114) darin abzulegen, und einer Beschickungsposition hin- und herbeweglich ist, die an die spulenförmige Einrichtung (102) angrenzt, um die Einwärtsbewegung der Einschließeinrichtungen zum Formen des Materials (114) um die spulenförmige Einrichtung (102) zu gestatten.
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