PL205202B1 - Palec wlotowy urządzenia formatującego, urządzenie formatujące i maszyna do produkcji ciągłej w przemyśle tytoniowym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest palec wlotowy urządzenia formatującego w maszynie do produkcji ciągłej, przeznaczony do prasowania pasma z materiału przetwarzanego w przemyśle tytoniowym, zwłaszcza z tytoniu, podczas jego transportu wzdłuż powierzchni prowadzenia palca wlotowego. Przedmiotem wynalazku są również urządzenie formatujące dla maszyny do produkcji ciągłej w przemyśle tytoniowym i maszyna do produkcji ciągłej w przemyśle tytoniowym.

Palec wlotowy urządzenia formatującego służy do prasowania pasma z materiału przetwarzanego w przemyśle tytoniowym, zwłaszcza z tytoniu lub innego materiału, nadającego się do palenia. Prasowanie zachodzi przy tym podczas transportu pasma, wzdłuż palca przy jednoczesnym zmniejszeniu przekroju pasma.

W celu wytwarzania pasma papierosowego nasypuje się zazwyczaj rozdzielone i rozluź nione włókna tytoniowe na poruszający się obiegiem w kanale tytoniowym przenośnik, tworząc pasmo włókien, które jest w sposób ciągły odprowadzane ze strefy tworzenia pasma i wyrównywane, zanim zostanie ułożone na pasie materiału osłaniającego, transportowanym do urządzenia formatującego na poruszanej w obiegu taśmie formatującej, i owinięte w urządzeniu formatującym pasem materiału osłaniającego, na przykład pasem papieru papierosowego. Pas materiału osłaniającego, wchodzący początkowo płasko w obszarze wlotowym urządzenia formatującego, jest przy przechodzeniu przez urządzenie formatujące formowany najpierw w kształcie litery U wokół pasma włókien, zanim zostanie całkowicie owinięty wokół pasma i w celu utworzenia cylindrycznej otoczki zostanie zamknięty wokół pasma wzdłuż spoiny zakładkowej, z reguły za pomocą sklejenia.

Urządzenie formatujące dla maszyny do wytwarzania papierosów jest przedstawione przykładowo w amerykańskim opisie patentowym nr US-PS 47 32 165. Przy silnym sprasowaniu pasma wzdłuż palca wlotowego może nastąpić znaczne pogorszenie jakości pasma tytoniu. To pogorszenie jakości pasma tytoniu może wynikać stąd, że wskutek tarcia tytoniu o powierzchnie prowadzenia, przyporządkowane palcowi wlotowemu, może dochodzić do spiętrzeń, co z kolei może prowadzić do wahań gęstości. Przy odpowiednio wysokich współczynnikach tarcia palce wlotowe ulegają stosunkowo szybkiemu zużyciu wskutek silnego obciążenia mechanicznego, w związku z czym charakteryzują się krótkim okresem użytkowania.

Celem wynalazku jest poprawa jakości pasma w porównaniu do istniejących palców wlotowych, przy czym w szczególności należy w miarę możliwości wydłużyć okres użytkowania palców.

Zadanie to rozwiązano za pomocą palca wlotowego urządzenia formatującego w maszynie do produkcji ciągłej, przeznaczonego do prasowania pasma z materiału przetwarzanego w przemyśle tytoniowym, zwłaszcza z tytoniu, podczas jego transportu wzdłuż powierzchni prowadzenia palca wlotowego, który to palec charakteryzuje się tym, że jest co najmniej częściowo ze stali stopowej o wysokiej zawartości węglika tytanu.

Dzięki zastosowaniu stali stopowej o wysokiej zawartości węglika tytanu osiągnięto długie czasy użytkowania, co tłumaczy się tym, że nieoczekiwanie tytoń względnie cząstki tytoniu bardzo dobrze ślizgają się po stali stopowej o wysokiej zawartości węglika tytanu, w związku z czym pomiędzy palcem wlotowym i cząstkami tytoniu, nawet przy różnych wartościach wilgotności, występuje bardzo mały współczynnik tarcia, zwłaszcza przy dużych prędkościach pasma, wynoszących powyżej 100 m/min. Dzięki bardzo dobrym własnościom poślizgowym względnie niskiemu współczynnikowi tarcia zachodzi mniejsze zużycie palca wlotowego.

Korzystnie co najmniej część powierzchni prowadzenia jest ze stali stopowej o wysokiej zawartości węglika tytanu. Ta postać wykonania wynalazku pozwala na przykład mniejszą część palca wlotowego zaopatrzyć w stal stopową o wysokiej zawartości węglika tytanu, co z kolei powoduje obniżenie kosztów. W tym celu zawierający powierzchnię prowadzenia element, korzystnie lity, łączy się metodą lutowania lub spiekania z drugą częścią palca wlotowego. Alternatywnie można również stosunkowo cienką warstwę stali stopowej o wysokim udziale węglika tytanu uzyskać w drodze ablacji laserowej lub za pomocą termicznego naparowywania, względnie naparowywania przy użyciu wiązki elektronowej.

Stal stopową, wyjątkowo odporną na ścieranie, można uzyskać wówczas, gdy stal stopowa jest stalą stopową, wytwarzaną za pomocą metalurgii proszków.

W korzystnej postaci wykonania udział węglika tytanu w stali stopowej wynosi powyżej 20% wagowych. W jeszcze bardziej korzystnej postaci wykonania wynalazku udział węglika tytanu w stali stopowej leży pomiędzy 31 i 35% wagowymi, zwłaszcza pomiędzy 32 i 34% wagowymi.

PL 205 202 B1

Korzystnie, fazą wiążącą jest martenzyt lub austenit. W przypadku fazy wiążącej z martenzytu otrzymuje się stale stopowe o bardzo dobrej podatności na obróbkę, które to stale, zależnie od ich zawartości węgla, wykazują wysoką odporność na korozję. Jako składniki martenzytu i ich udziały można przykładowo wymienić, co następuje:

C: 0,5 - 0,65% wagowych, Cr: 3,0 - 19,5% wagowych, Mo: 2,0 - 3,0% wagowe, Cu: 1,0 - 1,5% wagowego, Ni: 0 - 0,25% wagowego, Fe: reszta.

W przypadku austenitu jako fazy wiążącej uzyskuje się znakomitą odporność na korozję, a także bardzo dobrą odporność na ścieranie. Składniki w przypadku austenitu są korzystnie następujące:

Cr: około 18% wagowych, Ni: około 12% wagowych, Mo: około 2% wagowe, Cu: około 1% wagowego, Nb: około 0,85% wagowego, Fe: reszta. Jako korzystne stale stopowe o wysokiej zawartości węglika tytanu zalecane są, zwłaszcza stale stopowe pod nazwą handlową „FERRO-TITANIT, oferowane przez firmę Thyssen Stahl AG, Oberschlesienstrasse 16, Krefeld. W przypadku struktury z węglika tytanu i martenzytu korzystne stopy noszą nazwy FERRO-TITANIT-C-Spezial (33,0% wagowych węglika tytanu) i FERRO-TITANIT-S (32% wagowe węglika tytanu). Korzystny stop o strukturze z węglika tytanu i austenitu jest oferowany przez Thyssen Stahl AG pod nazwą „FEROO-TITANIT-U i zawiera 34% wagowe wę glika tytanu.

Korzystnie stal stopowa jest hartowana, co zapewnia bardzo wysoką odporność na ścieranie. Hartowanie odbywa się przy tym zgodnie z obróbką cieplną, określoną przez producenta, firmę Thyssen Stahl AG.

Urządzenie formatujące według wynalazku maszyny do produkcji ciągłej w przemyśle tytoniowym zawiera palec wlotowy według wynalazku względnie korzystny palec wlotowy, jak opisano powyżej.

Jeżeli poza tym przyrząd zgarniający przeznaczony do zgarniania cząstek tytoniu z przenośnika pasma, należącego do maszyny do wytwarzania papierosów, przy przekazywaniu pasma tytoniu z przenoś nika do urządzenia formatującego, który to przyrząd jest umieszczony w obszarze wchodzenia pasma do urządzenia formatującego, zostanie ukształtowany tak, że co najmniej część powierzchni prowadzenia przyrządu zgarniającego jest ze stali stopowej o wysokiej zawartości węglika tytanu, wówczas osiąga się również znaczne wydłużenie okresu użytkowania tego typu przyrządu zgarniającego. W odniesieniu do przyrządu zgarniającego niniejszy opis powołuje się zwłaszcza na europejski opis patentowy nr EP 0 582 136 B1, w którym odpowiedni przyrząd zgarniający jest szczegółowo przedstawiony i którego treść ma być w całości włączona w niniejsze zgłoszenie. We wspomnianym europejskim opisie patentowym w obszarze krawędzi zgarniającej, która co najmniej przy zgarnianiu cząstek tytoniu współpracuje z przenośnikiem pasma, przewidziana jest powierzchnia o wyż szej twardoś ci, uzyskana poprzez osadzenie co najmniej jednej warstwy drobnoziarnistego, odpornego na ścieranie materiału. Powierzchnia ta jest we wspomnianym opisie patentowym zaopatrzona korzystnie w polikrystaliczny diament.

Korpus przyrządu zgarniającego ma również powierzchnię prowadzenia, zaopatrzoną według wynalazku co najmniej częściowo w odpowiednią stal stopową o wysokiej zawartości węglika tytanu. Powierzchnia prowadzenia pokrywa się w urządzeniu formatującym w kierunku ruchu pasma z powierzchnią prowadzenia palca wlotowego i tworzy wraz z co najmniej jedną następną, leżącą naprzeciw, powierzchnią prowadzenia urządzenia formatującego odcinek kanału do prowadzenia pasma. W korzystnej postaci wykonania urządzenia formatującego, która polega na tym, ż e co najmniej część powierzchni prowadzenia przyrządu zgarniającego jest wykonana ze stali stopowej o wysokiej zawartości węglika tytanu, osiąga się również wydłużenie czasu pracy przyrządu zgarniającego.

Korzystnie stal stopowa o wysokiej zawartości węglika tytanu, z której wykonana jest powierzchnia prowadzenia palca wlotowego, odpowiada stali stopowej przyrządu zgarniającego. Dzięki temu mogą znaleźć zastosowanie identyczne stale stopowe.

Ponadto maszyna do produkcji ciągłej w przemyśle tytoniowym jest korzystnie wyposażona w odpowiednie urzą dzenie formatujące wedł ug wynalazku wzglę dnie korzystną postać wykonania urządzenia formatującego według wynalazku, jak opisano powyżej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wlot urządzenia formatującego w maszynie do ciągłej produkcji papierosów, w schematycznym przekroju wzdłużnym, fig. 2 - palec wlotowy w schematycznym przekroju w kierunku A na fig. 1, zaś fig. 3 - przyrząd zgarniający, w schematycznym widoku z przodu, w przybliżeniu w kierunku strzałki C na fig. 1.

Na fig. 1 przedstawiony jest wlot formatujący maszyny 1 do ciągłej produkcji papierosów. Ukazany jest tutaj koniec odbiorczy 2 przenośnika podciśnieniowego 3 i urządzenie formatujące 4 z łożem

PL 205 202 B1 formatującym 6, palcem wlotowym 7 i elementem formatującym 8. Przenośnik podciśnieniowy 3 porusza się obiegiem w kierunku strzałki 11 w kanale tytoniowym 9 i transportuje pasmo złożone z włókien tytoniowych (nie przedstawione) ze strefy tworzenia pasma (również nie przedstawionej) do strefy podawania na urządzenie formatujące 4. Pasmo włókien jest transportowane w kanale tytoniowym 9 w stanie zawieszenia na przenośniku podciśnieniowym 3, przy czym jest ono utrzymywane na przenośniku za pomocą ssania, działającego poprzez przenośnik. Łoże formatujące 6 ma nie przedstawioną bliżej powierzchnię prowadzenia 12 pasma, tworzącą kanał o wysklepionym przekroju, którego promień wysklepienia zmniejsza się w sposób ciągły w kierunku transportu pasma od stożka wlotowego 13 do elementu formatującego i który uchodzi do znajdujące się w elemencie formatującym 8 kanału 14, ukształtowanego odpowiednio do żądanego kształtu pasma. W stożku wlotowym 13, wzdłuż powierzchni prowadzenia 12 i w kanale 14 dla pasma prowadzona jest obiegiem w kierunku strzałki 16 taśma formatująca 17, która przeprowadza pas 18 materiału osłaniającego przez urządzenie formatujące 4. Budowa tego typu maszyn jest dostatecznie znana, w związku z czym nie wymagają one bliższego przedstawienia i opisu.

W obszarze stożka wlotowego 13 przenośnik podciśnieniowy 3 dochodzi do powierzchni prowadzenia łoża formatującego 6 i układa nasypane w nie przedstawionej strefie tworzenia pasma i wyrównane w typowy sposób pasmo tytoniu na pasie 18 materiału osłaniającego, poruszającym się przez urządzenie formatujące 4. Przy przejściu przez stożek wlotowy 13 pasmo tytoniu ulega przy tym pod działaniem przenośnika podciśnieniowego 3 silnemu ściśnięciu i takiemu odkształceniu, odpowiednio do zmiany przekroju stożka wlotowego w kierunku ruchu 16 taśmy formatującej 17, że może ono wchodzić w kanał, zamknięty częściowo przez powierzchnię prowadzenia 12 łoża formatującego 6. W obszarze powierzchni prowadzenia 12 w sąsiedztwie łoża formatującego 6 usytuowany jest następny element do prowadzenia pasma w postaci palca wlotowego 7 z przyrządem zgarniającym 25 w postaci skrobaka, który wraz z powierzchnią prowadzenia 12 łoża formatującego 6 stanowi dla pasma prowadnicę, powodującą jego dalsze ściskanie i formowanie.

Przyrząd zgarniający 25 w postaci skrobaka jest za pomocą śrub 22 lub innych odpowiednich elementów mocujących zamocowany czołowo na palcu wlotowym 7 urządzenia formatującego 4. Skrobak może również stanowić całość z palcem wlotowym. Skrobak składa się z korpusu 19, którego spód stanowi powierzchnię prowadzenia 21 pasma i po zamontowaniu skrobaka leży naprzeciw powierzchni prowadzenia 12 łoża formatującego 6, w związku z czym obie powierzchnie prowadzenia 12 i 21 tworzą kanał prowadzenia 22 pasma. Powierzchnia prowadzenia 21, jak ukazano w widoku z przodu skrobaka na fig. 3, jest w tym celu wklęsła i pokrywa się z powierzchnią prowadzenia 23, usytuowaną na spodzie palca wlotowego 7. Takie ukształtowanie powierzchni prowadzenia pasma powoduje w znany sposób, we współpracy z innymi elementami urządzenia formatującego, odkształcanie przychodzącego pasma tytoniu do postaci cylindrycznego pasma włókien z jednoczesnym otaczaniem go pasem 18 materiału osłaniającego.

Przedstawiony na fig. 2, schematyczny przekrój w miejscu A z fig. 1 ukazuje palec wlotowy 7, który zawiera stal stopową 30 według wynalazku, przy czym spoina lutowana 31 łączy stal stopową 30 według wynalazku z pozostałą częścią palca wlotowego 7. Dobrze widoczna jest tutaj wysklepiona powierzchnia prowadzenia 23. Stal stopowa 30 według wynalazku jest połączona spoiną lutowaną 31 z typową stalą stopową 32. Odpowiednia stal stopowa 32, która znajduje zwykle zastosowanie, jest rozprowadzana przez firmę Engineer Precision, USA, New Yersey, jako produkt pod numerem 9.0406. Inny odpowiedni materiał, z którego w drodze spiekania materiału proszkowego formuje się tę część palca, jest rozprowadzany przez firmę Zapp GmbH & Co. KG, Niemcy, Ratingen, pod oznaczeniem CPM 10 V. Na stal stopową 32 palca wlotowego 7 nadają się oczywiście także inne stale lub spieki. Palec wlotowy 7 może się również w całości składać ze stali stopowej 30 według wynalazku.

Przyrząd zgarniający 25 w postaci skrobaka jest na fig. 3 przedstawiony w schematycznym widoku z przodu w kierunku strzałki C. Widać tu dobrze przedni koniec 24 i odporną na ścieranie warstwę 27. Odporna na ścieranie warstwa może zawierać, jak opisano szczegółowo w europejskim opisie patentowym nr EP 0 582 136 D1, warstwę diamentową 27. Krawędź zgarniająca 26 jest usytuowana na przednim końcu 24 skrobaka, przy czym jest ona ustawiona poprzecznie do kierunku ruchu 11 przenośnika 3 pasma i znajduje się tuż przed powierzchnią przenośnika 3 lub przylega do niej. W powierzchni krawędzi zgarniającej 26 osadzona jest co najmniej jedna warstwa 27 drobnoziarnistego, odpornego na ścieranie materiału. Ta warstwa 27 składa się przykładowo z polikrystalicznego diamentu i jest zapiekana w podłożu z twardego metalu. Krawędź zgarniająca 26 może być również wykonana z twardego tworzywa ceramicznego, w którego powierzchni osadzony jest polikrystaliczny

PL 205 202 B1 diament. Warstwa diamentowa 27 rozciąga się na krawędzi zgarniającej 26 na całej szerokości przenośnika 3, dzięki czemu zdejmuje z niego skutecznie wszystkie włókna tytoniu. W ten sposób pasmo tytoniowe jest niezawodnie i w całości przekazywane z przenośnika 3 na pas 18 materiału osłaniającego. Wykonanie krawędzi zgarniającej 26 z twardego metalu i pokrycia jej powłoką, na przykład z polikrystalicznego diamentu, znacznie zwiększa odporność krawędzi na zużycie, wydłużając w istotnym stopniu czas jej przydatności do pracy.

Jednocześnie według wynalazku również powierzchnia prowadzenia 21 może być zaopatrzona w stal stopową 30 według wynalazku o wysokiej zawartości węglika tytanu, co znacznie wydłuża okres użytkowania także w przypadku przyrządu zgarniającego 25 w postaci skrobaka.

Wydłużenie okresów pomiędzy wymianą zwiększa zatem jednocześnie opłacalność wykorzystania maszyny.

Stal stopowa według wynalazku i korzystne postaci wykonania stali stopowej według wynalazku zostały opisane powyżej. Chodzi przy tym zwłaszcza o strukturę z węglika tytanu i martenzytu względnie strukturę z węglika tytanu i austenitu. Korzystne składy odpowiednich stali stopowych według wynalazku i korzystnych stali stopowych są oferowane przez firmę Thyssen Stahl AG, Niemcy, Krefeld, pod nazwą handlową „FERRO-TITANIT. Udział węglika tytanu wynosi korzystnie powyżej 20% wagowych, zwłaszcza pomiędzy 31 i 35% wagowymi.

Materiały te mają między innymi tę zaletę, że przy obróbce tytoniu nie powodują zmiany jego smaku. Odpowiednie składniki stali stopowej według wynalazku nie są reaktywne względem tytoniu i jego substancji zapachowych.

Palec wlotowy 7 i/lub przyrząd zgarniający 25 w postaci skrobaka mogą według wynalazku mieć nie przedstawione na figurach kanały, z których wydostaje się płyn poślizgowy i/lub chłodzący, co pozwala nadać powierzchniom prowadzenia pasma lepsze własności poślizgowe względnie lepiej oczyścić te powierzchnie. Ponadto z kanałów mogą również wydostawać się substancje zapachowe, co poprawia smak tytoniu. Płyn poślizgowy i/lub chłodzący może korzystnie także poprawiać dodatkowo smak tytoniu.

Geometryczny kształt palca wlotowego może być również inny niż przedstawiony na fig. 1 i fig. 2. Może on mieć przykładowo kształt, przedstawiony na fig. 6 amerykańskiego opisu patentowego nr US-PS 4,732,165. Treść ujawniona w tym patencie ma być w całości uwzględniona w niniejszym zgłoszeniu.

Claims (11)

1. Palec wlotowy urządzenia formatującego w maszynie do produkcji ciągłej, przeznaczony do prasowania pasma z materiału przetwarzanego w przemyśle tytoniowym, zwłaszcza z tytoniu, podczas jego transportu wzdłuż powierzchni prowadzenia palca wlotowego, znamienny tym, że jest co najmniej częściowo ze stali stopowej (30) o wysokiej zawartości węglika tytanu.

2. Palec wlotowy według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej część powierzchni prowadzenia (23) jest ze stali stopowej (30) o wysokiej zawartości węglika tytanu.

3. Palec wlotowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stal stopowa (30) jest stalą stopową, wytwarzaną za pomocą metalurgii proszków.

4. Palec wlotowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że udział węglika tytanu w stali stopowej wynosi powyżej 20%.

5. Palec wlotowy według zastrz. 4, znamienny tym, że udział węglika tytanu w stali stopowej leży pomiędzy 31 i 35% wagowych, zwłaszcza pomiędzy 32 i 34% wagowych.

6. Palec wlotowy według zastrz. 1, znamienny tym, że fazą wiążącą jest martenzyt lub austenit.

7. Palec wlotowy według zastrz. 1, znamienny tym, że stal stopowa (30) jest hartowana.

8. Urządzenie formatujące maszyny do produkcji ciągłej w przemyśle tytoniowym z palcem wlotowym według jednego lub kilku zastrz. 1 do 7.

9. Urządzenie formatujące według zastrz. 8, znamienne tym, że zawiera poza tym przyrząd zgarniający (25) do zgarniania cząstek tytoniu z przenośnika (3) pasma, należącego do maszyny do wytwarzania papierosów, przy przekazywaniu pasma tytoniu z przenośnika (3) do urządzenia formatującego (4), który to przyrząd jest umieszczony w obszarze wchodzenia pasma do urządzenia formatującego (4), przy czym co najmniej część powierzchni prowadzenia (21) przyrządu zgarniającego (25) jest ze stali stopowej (30) o wysokiej zawartości węglika tytanu.

PL 205 202 B1

10. Urządzenie formatujące według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że stal stopowa o wysokiej zawartości węglika tytanu, z której wykonana jest powierzchnia prowadzenia (22) palca wlotowego (7), odpowiada stali stopowej przyrządu zgarniającego (25).

11. Maszyna do produkcji ciągłej w przemyśle tytoniowym, z urządzeniem formatującym (4) według jednego lub kilku zastrz. 8 do 10.