PL204636B1 - Sposób wytwarzania złożonego zapasu filtracyjnego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania złożonego zapasu filtracyjnego zwłaszcza napełniania z wysoką prędkością substancjami stałymi nieciągłych jam powstałych pomiędzy sąsiadującymi indywidualnymi czopami filtracyjnymi podczas operacji składania filtru.

W filtrach złoż onych posiadających jamy wypełnione substancją stałą, procent wypełnienia jam jest bardzo ważny. Tak jest, ponieważ papieros jest umieszczany w ustach, leży w płaszczyźnie zasadniczo poziomej. Tak więc, siła ciężkości ciągnie substancję stałą do dołu z dala od góry jamy. Tworzy to niechronione, niefiltrowane obejście ponad substancją stałą, które nie utrudnia przepływu dymy. Wpływ, jaki ma obejście na wydajność filtrowania filtru nie jest jeszcze oszacowany, ale prawdopodobnie może być nieproporcjonalnie wielka w porównaniu do liniowej proporcji szerokości obejścia do szerokości elementu filtracyjnego. Faktycznie, parametry główne przepływu płynu, które preferuje płyn. To przepływ wzdłuż ścieżki o najmniejszym oporze, tym samym wskazując, że wydajność filtrowania substancji stałej może być znacznie zmniejszona poprzez obecność jakichkolwiek takich przejść przez części.

Z opisu patentowego US 3,312,152 Willamson'a, znane jest urządzenie do napełnienia jam w filtrze. Urządzenie to przenosi materiał cząstek stałych do indywidualnych przestrzeni pomiędzy czopami filtracyjnymi. Jednakże, szybkość działania urządzenia jest ograniczona z powodu niewydajności związanej z tym, że działanie urządzenia do napełniania szybko przesuwających się jam jest oparte jedynie na sile ciężkości.

Znane ze stanu techniki maszyny takie, jak opisane w opisach patentowych US 4,063,494 i US 5,908,030, zawierają grawitacyjnie zasilane, kształtowane w koła magazyny przyjmujące, które przyjmują segmenty filtracyjne ułożone sąsiadująco jeden obok drugiego z odstępem na papierowym pasku nośnym. Obciążony pasek jest następnie wprowadzany do zespołu lub kanału prowadzącego i w stronę obszaru napełniania, gdzie papier jest kształtowany na kołach w koryto przyjmujące. Jak opisano w opisie patentowym US 4,015,514 poprzecznie do sąsiadujących segmentów filtracyjnych zastosowano próżnię dla wzmożenia napełniania jamy. Jednakże, ponieważ zarówno odstępy pomiędzy segmentami zmieniają się, jak i gęstość filtrów z octanu celulozowego zmienia się, to jest niemożliwym napełnianie jam jakąkolwiek zawartością. Oznacza to, że w celu zapewnienia minimalnego procentu wypełnienia, sposób musi być ustawiony na znaczne przepełnienie jam powyżej tego poziomu docelowego. Przemysł kompensuje to poprzez brak popytu na wysoki poziom napełnienia. Zatem, sposób toleruje bardzo wysoką wariancję pod warunkiem, że docelowy procent wypełnienia jest wystarczająco wysoki.

Dalej, pomimo faktu, że żądany przez przemysł procent wypełnienia jest niski, to pożądanym, aby całkowicie wypełniać jamy granulkami. Jak opisano powyżej, tak jest ponieważ pokazano, że jama, która nie jest całkowicie wypełniona umożliwia dymowi obejście cząstek wypełnienia i tym samym uniemożliwia cząstkom usunięcie niepożądanych związków z dymu.

Dalej, przepełnienie jam lub ucieczka cząstek z jam może powodować przyklejanie cząstek do zewnętrznej osłony lub papierowego paska nośnego i tym samym powodować ich osadzanie się w pobliżu powierzchni wytworu finalnego, pozostawiając niezauważenie plamy czy znaki.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania złożonego zapasu filtracyjnego, który zapewnia całkowite i szybkie wypełnianie jam filtracyjnych zwłaszcza aktywnym węglem drzewnym z tempem przekraczają cym 200 m/min. Sposób wytwarzania zł o ż onego zapasu filtracyjnego zawierający etapy, w których

- umieszcza się włókniste segmenty filtracyjne na pasku nośnym z odstępami pomiędzy nimi, tym samym wyznaczając jamy pomiędzy sąsiadującymi segmentami filtracyjnymi,

- podaje się pasek nośny z umieszczonymi segmentami filtracyjnymi wzdłuż ścieżki prowadzącej do wydłużonej komory podpierającej, która zasadniczo otacza obwodowo utrzymujący segmenty filtracyjne, pasek nośny, który opuszcza wąski otwór napełniający przeciwlegle do otworu napełniającego cząstkami zespołu napełniającego, doprowadza się próżnię lub ssanie, napełnia się jamy i stosuje się część uszczelniającą zamykającą w osłonie segmenty filtracyjne i substancję stałą, według wynalazku charakteryzuje się tym, że

- stosuje się wąski otwór napełniający zbieżnie skierowany ku szeregowi jam, który jest wydłużony wzdłuż kierunku ruchu paska nośnego, wzdłuż długości odpowiadającej wcześniej określonej ścieżce ruchu paska nośnego,

- zbieżnie doprowadza się próżnię lub ssanie w sąsiedztwie wąskiego napełniającego otworu, tym samym ssanie zwiększa pęd do dołu podawanego grawitacyjnie strumienia substancji stałej i usuwa się próżniowo luźne cząstki substancji stałej oraz

PL 204 636 B1

- napełnia się zbieżnie jamy substancją stałą powyżej długości odpowiadającej wcześniej określonej ścieżce prowadzącej pasek nośny.

Korzystnie, ssanie przykłada się za pomocą dwóch wlotów ssawnych, z których każdy jest umieszczony wzdłuż przeciwległych krawędzi wąskiego otworu.

Korzystnie, jako substancję stałą stosuje się mieszaninę aktywnych i nieaktywnych związków.

Korzystnie, stosuje się substancję stałą zawierającą cząstki aromatyczne.

Korzystnie, usuwaną próżniowo substancję stałą ponownie wprowadza się do obiegu.

Korzystnie, zapas filtracyjny tnie się na odcinki przez segmenty filtracyjne w celu utworzenia indywidualnych złożonych segmentów filtracyjnych.

Korzystnie, stosuje się zespół napełniający, zawierający otwór ukształtowany w lej, który kieruje się w stronę nadchodzącego przepływu substancji stałej, tym samym pomagając w kierowaniu i przyspieszaniu substancji stałej do jam.

Korzystnie, stosuje się wąski otwór napełniający mający szerokość pomiędzy 2 a 3 mm.

Tak więc, w etapie pierwszym, papierowy pasek nośny lub osłona jest podawany wzdłuż transportera. Wzdłuż jednej krawędzi paska nośnego, papier jest odgięty od siebie. Włókniste segmenty filtracyjne są następnie umieszczane na pasku nośnym w odstępach od siebie. Przestrzeń wyznacza jamy pomiędzy sąsiadującymi segmentami filtracyjnymi. Pasek filtracyjny z umieszczonymi segmentami filtracyjnymi jest podawany wzdłuż ścieżki prowadzącej do wydłużonej prowadnicy lub komory podpierającej, która zasadniczo otacza obwodowo segmenty zamknięte w papierowej osłonie i który opuszcza wąski otwór napełniający przeciwległy do otworu napełniającego cząstkami, który jest wydłużony w kierunku ruchu paska nośnego. Ssanie lub próżnia jest zbieżnie przyłożona w sąsiedztwie wąskiego otworu, przy czym ssanie zwiększa pęd do dołu podawanego grawitacyjnie strumienia substancji stałej i zbieżnie próżniowo usuwającego luźne cząstki substancji stałej. Jamy są zbieżnie napełniane substancją stałą powyżej długości odpowiadającej wcześniej określonej ścieżce prowadzącej pasek nośny. Odgięta krawędź jest następnie odginana z powrotem i przyklejana dla uszczelnienia otworu napełniającego. Alternatywnie, pasek uszczelniający uszczelnia otwór, tym samym zamykając w osłonie segmenty filtracyjne i substancję stałą. Zapas filtracyjny jest następnie cięty na odcinki, przy czym cięcie jest rejestrowane dla utworzenia odrębnych złożonych segmentów filtracyjnych.

W innym przykładzie, jamy filtracyjne mogą być szybko i całkowicie napełniane substancją stałą taką jak węgiel drzewny.

W innym przykładzie, gęstość aktywnego węgla drzewnego jest sterowana przez wprowadzenie materiału nieaktywnego wypełniacza.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok perspektywiczny częściowo zestawionego segmentu filtracyjnego wynalazku, fig. 2 przedstawia widok schematyczny urządzenia zdolnego do realizacji wynalazku, fig. 3a przedstawia widok perspektywiczny zespołu napełniania substancjami stałymi, fig. 3b przedstawia widok perspektywiczny ze schodkowym przekrojem zespołu napełniania substancjami stałymi, zasadniczo wzdłuż płaszczyzny A z fig. 3a, fig. 3c przedstawia widok czołowy przekroju poprzecznego z fig. 3b, fig. 3d przedstawia widok czołowy przekroju poprzecznego zespołu napełniania substancjami stałymi, wzdłuż płaszczyzny B z fig. 3a, fig. 3e przedstawia widok perspektywiczny ze schodkowym przekrojem zespołu z fig. 3a, wzdłuż płaszczyzny C, pokazanej na fig. 3d, fig. 4 przedstawia schemat blokowy sposobu według wynalazku.

Jest tu opisane urządzenie 10 i sposób 12 wytwarzania złożonego zapasu filtracyjnego 14 posiadającego jamy 16 (najlepiej pokazane na fig. 2 wypełnione substancją stałą 20. W odniesieniu teraz do fig. 1, jama 20 jest wyznaczona pomiędzy dwoma czopami filtracyjnymi 22 takimi, jakie są tradycyjnie używane w wytwarzaniu filtrów z octanu celulozowego. Substancja stała 20 jest korzystnie aktywnym węglem drzewnym 24, ale może być jakimkolwiek innym dogodnym aktywnym bądź nieaktywnym związkiem, włączając sepiolit, żel krzemionkowy i nieaktywowany węgiel. Ta substancja stała może również zawierać aromatyczne cząstki stałe.

Urządzenie 10 zdolne do przeprowadzenia sposobu 12 jest zasadniczo takie, jak przedstawiono w opisie patentowym US 4,223,597, w którym sposób wypełniania, część wypełniająca 12 i oprzyrządowanie przyjmujące są ulepszone.

Odnosząc się do fig. 2, urządzenie 10 pokazano bardziej szczegółowo. Urządzenie 10 zawiera akcesoria lub korpus narzędziowy 26, transporter pasowy 30, lej 32, transporter 34, zbiornik 36 zawierający materiał stały 20, komorę oddzielającą 40, i zespół zasilający próżni 42, połączone razem jak opisano poniżej z towarzyszącymi liniami próżniowymi (na przykład 44, 46) i innymi połączeniami.

PL 204 636 B1

Podczas działania urządzenia 10, zespół zasilania próżnią 42 wytwarza próżnię w komorze oddzielającej 40 poprzez usuwanie powietrza przez otwór wylotowy 92. Odpylacz cyklonowy i filtr 56 filtruje pył z powietrza, w którym jest zawieszona substancja stała 20, zasysając go przez linie próżniowe 44 z zespołu napełniającego 64. To działanie próżni usuwa jakiekolwiek cząstki, które mogą być swobodnie zawieszone w zespole napełniającym 64, poprzez szczeliny ewakuacyjne 60 usytuowane na każdej stronie otworu 62 do jam 16. Substancja stała 20 w powietrzu spada na dno komory oddzielającej 40 i odnajduje swoją drogę do zbiornika 36, przez uszczelniony obrotowy rygiel powietrzny 52. Obrotowy rygiel powietrzny 52 powoduje, że komora oddzielająca 40 i zbiornik 36 mają zasadniczo różniące się ciśnienia, przy czym ciśnienie wewnątrz zbiornika jest zasadniczo równe ciśnieniu otoczenia. Linia zasilania 54 dostarcza do zbiornika dodatkowy materiał stały 20, jeśli jest to potrzebne. Zbiornik 36 umieszcza substancję stałą 20 na pasie transportera 34. Pas transportera 34 transportuje materiał stały 20 ze zbiornika 36 do obszaru powyżej leja 32 i następnie, do leja 32. Ukształtowany w lej wlot 33 leja 32 mającego szeroki otwór stopniowo zwężający się wzdłuż kierunku przepływu powoduje przyspieszenie substancji stałej 20.

Akcesoria 26 i transporter 30 pasków prowadzą i pozycjonują pasek 50 (pokazany na fig. 3a) w zespole napełniania 64. Lej 32 kieruje materiał stały 20 do jam 16. Materiał stały 20 jest grawitacyjnie podawany z pasa transportera 34 z pomocą, w ograniczonym zakresie, próżni (poprzez szczeliny ewakuacyjne 60).

Na fig. 3a-3e jest pokazany zespół napełniania 64 urządzenia 10. Dla jasności, przekroje poprzeczne A i B są wzięte poprzecznie do linii ruchu, a przekrój poprzeczny C jest wzięty wzdłuż linii ruchu zespołu filtracyjnego 14.

Zespół filtracyjny 64 zawiera dolne akcesoria 66 i górne akcesoria posiadające część lewą 70 i część prawą 72. Przewód rurowy rozgałęziony 74 przykrywa akcesoria 26 i dostarcza zawieszenie dla leja 32, który ma dwie nasadki końcowe 76 i 80. Przewód rurowy rozgałęziony 74 wyznacza próżniowe drogi przejściowe zawierające szczelinę ewakuacyjną 60, kanały 82 i 84, i wyloty wyjściowe 86 i 90. Wyloty wyjściowe 86 i 90 są połączone z liniami próżniowymi 44. Próżnia pomaga ciągnąć cząstki 20 do każdej jamy 16, w tym samym czasie odsysając cząstki, które spadają na każdą stronę otworu 62 i na odsłoniętą część segmentu filtracyjnego 22.

Na fig. 4 pokazano sposób 12, który zawiera wiele etapów. W etapie pierwszym 100, wstęga papierowa lub pasek nośny 50 jest podawany wzdłuż transportera 30 pasków. Wzdłuż jednej krawędzi 102 paska nośnego 50, papier jest odginany od siebie, kształtując fałdę 104. W etapie drugim 106, włókniste segmenty filtracyjne 22 są umieszczane na pasku nośnym 50 w odstępach pomiędzy nimi. Przestrzenie pomiędzy segmentami filtracyjnymi wyznaczają jamy 16 pomiędzy sąsiadującymi segmentami filtracyjnymi. W etapie trzecim 108, pasek nośny 50 razem z umieszczonymi segmentami filtracyjnymi 22 są podawane wzdłuż ścieżki 110 prowadzącej do akcesoriów 26, które zasadniczo otaczają obwodowo segmenty 22 i które opuszczają wąski otwór napełniania 62, o szerokości ogólnie pomiędzy 2 a 3 mm, przeciwległy do otworu napełniania cząstkami 112. Otwór napełniania 112 jest wydłużony wzdłuż kierunku ruchu 110, wskazanego poprzez strzałkę Y na fig. 3e, paska nośnego 50.

W etapie czwartym 114, ssanie lub próżnia jest zbieżnie przyłożona do szczelin ewakuacyjnych 60 na przeciwległych bokach sąsiadujących z wąskim otworem 62, ssanie więc zwiększa pęd do dołu podawania grawitacyjnego, wspomagany próżniowo strumień substancji stałej 20 i usuwając próżniowo luźne cząstki stałe 20 (znane również jako cząstki nadmiarowe). Pomaga to również w zabezpieczeniu cząstek 20 przed ich układaniem warstwami pomiędzy obszarem zakładki 116 (na którym będzie przyklejona fałda 104) a fałdą, kiedy fałda 104 jest odginana w poprzek wąskiego otworu 62 dla uszczelnienia otworu. Tak uwięziona substancja stała 20 jest uważana za wytwór uszkodzony i jest powodem do odrzucenia serii produkcyjnej. W opcjonalnym etapie piątym 118, odciągana próżniowo substancja jest ponownie wprowadzana do obiegu, poprzez ponowne sprężenie podczas przechodzenia przez rygiel powietrzny 52, po czym jest ona umieszczana w zbiorniku 36. Tak więc, unika się takich uszkodzeń.

W etapie szóstym 120, jamy 16 są zbieżnie napełniane substancją stałą 20 powyżej wcześniej określonej długości L (pokazanej na fig. 3e) odpowiadającej ścieżce 110 prowadzącej pasek nośny 50. W etapie siódmym 122, zagięta krawędź 104 jest następnie odginana i przyklejana dla uszczelnienia otworu napełniania 62. Alternatywnie, pasek uszczelniający jak opisano w opisie patentowym US 4,225,597 uszczelnia otwór 62, tym samym zamykając w osłonie segmenty filtracyjne 22 i substancję stałą 20, tworząc zapas filtracyjny, który opuszcza akcesoria 26. W etapie ósmym 124, zapas filtracyjny jest następnie cięty na odcinki, przy czym cięcie jest rejestrowane tak, aby ciąć przez segmenty filtraPL 204 636 B1 cyjne 22, tym samym tworząc indywidualne złożone segmenty filtracyjne, które mogą być zestawiane razem z papierem i tytoniem dla utworzenia papierosa.

Badania wykazały, że stosując sposób 12 i urządzenie 10, według wynalazku, procent wypełnienia pozostaje bezpośrednio proporcjonalny do szybkości przepływu substancji stałej, aż do procentu wypełnienia 95%. Tak więc, sposób 12 umożliwia łatwe i dokładne dostosowanie procentu wypełnienia do żądań klienta.

W alternatywnym korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, substancja stała 20 jest wykonana z substancji aktywnej (aktywny węgiel drzewny 24) i substancji nieaktywnej (na przykład, wewnętrzny wypełniacz 25). Kształt granulatu, czy to aktywnej, czy to nieaktywnej substancji stałej, jest bardzo ważny, ponieważ ta właściwość wpływa na szybkość, do której może być ona przyspieszona w stronę wąskiego otworu jamy. W ten sposób, ilość węgla drzewnego 24 w filtrze może być zmieniana i optymalizowana na podstawie badań. Dalej, wpływ, jaki ma substancja aktywna 24 na smak i właściwości filtracyjne papierosa może być również sterowany. W ten sposób sterowanie ilością aktywnego węgla drzewnego 24 (poprzez dodanie wypełniacza) jest konieczne, ponieważ nie jest możliwym zmniejszenie rozmiaru jamy 16 z powodu zmian długości otworu 62 pomiędzy segmentami filtracyjnymi 22 (na przykład, szybkość całkowitego działania zespołu jest taka, że elementy filtracyjne 22 nie mogą być oddalone od siebie na pasku nośnym 50 z dużą dokładnością, a tym samym są umieszczane z odstępem zmieniającym się od idealnego względnego położenia z przesunięciem najwyżej 0,5 mm w każdym kierunku). Dalej, aktywny węgiel drzewny 24, najczęściej używany i dostępny aktywny wypełniacz, jest jedynie dostępny w jednym stanie. Węgiel drzewny 24 nie może być zamówiony w ekonomicznej cenie w stanie, na przykład, z 50% aktywnością. Dalej, procent substancji aktywnej względem substancji nieaktywnej może być precyzyjnie sterowany poprzez wcześniejsze zmieszanie substancji aktywnej i nieaktywnej przed umieszczeniem mieszaniny w zbiorniku 40 cząstek urządzenia 10.

Zaletą wynalazku jest to, że jest możliwym napełnianie z szybkością 250 m/min lub pięć razy szybciej niż w jakimkolwiek konkurującym sposobie, który całkowicie wypełnia jamę.

Inna zaletą wynalazku jest to, że jest obecnie możliwym, jako funkcję szybkości podawania i długości wydłużonego otworu napełniania, całkowicie wypełnić jamy filtracyjne (jest możliwym wypełnienie do 100%).

Wiele wariancji i modyfikacji opisanych tutaj przykładów wykonania wynalazku jest możliwych. Chociaż pewne ilustracyjne korzystne przykłady wykonania wynalazku zostały tutaj przedstawione i opisane, to jest możliwy szeroki zakres modyfikacji, zmian, i substytutów poprzedzającego opisu. W niektórych przypadkach, niektóre cechy obecnego wynalazku mogą być wykorzystane bez skojarzonego zastosowania innych cech. Odpowiednio, jest właściwym, aby poprzedzający opis był rozumiany szeroko i zaprezentowany ilustracyjnie i jedynie przykładowo, a idea i zakres wynalazku są ograniczone jedynie załączonymi zastrzeżeniami.

Claims (8)

1. Sposób wytwarzania złożonego zapasu filtracyjnego zawierający etapy, w których

- umieszcza się włókniste segmenty filtracyjne na pasku nośnym z odstępami pomiędzy nimi, tym samym wyznaczając jamy pomiędzy sąsiadującymi segmentami filtracyjnymi,

- podaje się pasek nośny z umieszczonymi segmentami filtracyjnymi wzdłuż ścieżki prowadzącej do wydłużonej komory podpierającej, która zasadniczo otacza obwodowo utrzymujący segmenty filtracyjne, pasek nośny, który opuszcza wąski otwór napełniający przeciwlegle do otworu napełniającego cząstkami zespołu napełniającego, doprowadza się próżnię lub ssanie, napełnia się jamy i stosuje się część uszczelniającą zamykającą w osłonie segmenty filtracyjne i substancję stałą, znamienny tym, że

- stosuje się wąski otwór napełniający zbieżnie skierowany ku szeregowi jam, który jest wydłużony wzdłuż kierunku ruchu paska nośnego, wzdłuż długości odpowiadającej wcześniej określonej ścieżce ruchu paska nośnego,

- zbieżnie doprowadza się próżnię lub ssanie w sąsiedztwie wąskiego napełniającego otworu, tym samym ssanie zwiększa pęd do dołu podawanego grawitacyjnie strumienia substancji stałej i usuwa się próżniowo luźne cząstki substancji stałej oraz

- napełnia się zbieżnie jamy substancją stałą powyżej długości odpowiadającej wcześniej określonej ścieżce prowadzącej pasek nośny.

PL 204 636 B1

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ssanie przykłada się za pomocą dwóch wlotów ssawnych, z których każdy jest umieszczony wzdłuż przeciwległych krawędzi wąskiego otworu.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję stałą stosuje się mieszaninę aktywnych i nieaktywnych związków.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się substancję stałą zawierającą cząstki aromatyczne.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że usuwaną próżniowo substancję stałą ponownie wprowadza się do obiegu.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zapas filtracyjny tnie się na odcinki przez segmenty filtracyjne w celu utworzenia indywidualnych złożonych segmentów filtracyjnych.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się zespół napełniający, zawierający otwór ukształtowany w lej, który kieruje się w stronę nadchodzącego przepływu substancji stałej, tym samym pomagając w kierowaniu i przyspieszaniu substancji stałej do jam.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się wąski otwór napełniający mający szerokość pomiędzy 2 a 3 mm.