专利名称：用于将物体插入过滤嘴元件的装置和方法
技术领域：
该专利申请总体上涉及用于制造烟草制品的装置和方法。更具体而言，该专利申请涉及用于将物体例如胶囊插入烟草制品的过滤嘴元件的装置和方法。
背景技术：
公开号为W02010/107756的国际专利申请，描述了ー种用于形成在香烟过滤嘴单元的制造中使用的棒的装置和关联方法，该国际专利申请通过引用整体地结合于本文中。 通过棒形成単元，将连续供应的过滤嘴材料形成为连续的过滤嘴棒。物体插入单元构造成将多个第一物体和多个第二物体插入连续过滤嘴棒。棒划分单元构造成沿其纵向轴线以预先确定的间隔将连续过滤嘴棒细分为多个过滤嘴棒部分，使得各过滤嘴棒部分包括设置在其中的至少ー个第一物体和至少ー个第二物体，且第一物体不同于第二物体。公开号为W02010/055120的国际专利申请，描述了ー种用于将物体引入烟制品的装置，其包括容器，用于提供待引入烟制品的多个物体；可旋转的轮，用于将物体传送至一位置，在该位置将物体引入烟制品；传递腔室，用于将物体传递至可旋转的轮，传递腔室布置在容器和可旋转的轮之间，并设计成使得物体对齐为单个垂直布置的层；以及用于朝向或沿可旋转的轮的周面的方向在传递腔室内从该单个层移动物体的部件，该国际专利申请也通过引用整体地结合于本文中。由于现有技术中已知的这些和其它装置的结构和功能，它们通常能够以小于理想的棒速度操作，例如以约每分钟85米的最大棒速度操作。
发明内容
本发明目的在于，提供一种以高制造速度可靠地将ー个或多个物体插入烟草棒的过滤嘴元件的装置和方法。该目的通过用于将ー个或多个物体插入烟草棒的过滤嘴元件的装置达成，所述装置包括至少ー个储存装置，储存多个物体，各物体具有预先确定的体积；和至少ー个插入轮，接收储存在储存装置内的物体，和将物体插入至少ー个过滤嘴材料段，至少ー个插入轮的每ー个具有外周，外周上限定有绕外周分布的多个孔穴；其中各孔穴均具有这样的形状，即该形状构造成支承物体中的ー个，且物体的约四分之一至约二分之一之间的体积接收在孔穴内，且物体的体积的剩余部分从孔穴突出至插入轮的外周之上。根据ー个实施例，各孔穴可具有构造成这样的形状，即支承物体中的ー个，物体的体积的约三分之一接收在孔穴内，且物体的体积的剩余部分从孔穴突出至插入轮的外周之上。所述装置可进ー步包括至少ー个尤其是大体上锥状的舌部(tongue)，该舌部将至少ー个过滤嘴材料段压缩成大体上圆柱形状，其中至少ー个插入轮将物体直接插入在舌部中的过滤嘴材料。具体地，所述装置可进ー步包括将第一过滤嘴材料段压缩成大体上圆柱形状的第一舌部；和将第二过滤嘴材料段压缩成大体上圆柱形状的第二舌部，第一舌部和第二舌部适于沿大体上平行的路径引导第一和第二过滤嘴材料段；其中至少ー个插入轮包括接收储存在至少ー个储存装置内的物体和将物体插入第一过滤嘴材料段的第一插入轮，和接收储存在至少ー个储存装置内的物体和将物体插入第二过滤嘴材料段的第二插入轮。根据ー个实施例，第一舌部和第二舌部大体上为锥形，且均包括适于接收各自插入轮的一部分的缝隙。根据ー个实施例，舌部或第一舌部和第二舌部分别在至少ー个插入轮或第一和第二插入轮分别将物体搁放在过滤嘴材料内的区域限定一直径，且在至少ー个插入轮上的孔穴可支承各物体，直至它们被传送进入过滤嘴材料的深度等于舌部的直径的约二分之一，由此使物体在过滤嘴材料内居中。因此，第一和第二插入轮均适于将物体搁放在各自第一和第二过滤嘴材料段内，其深度等于各舌部的直径的约二分之一。根据ー个实施例，至少一个舌部包括包围舌部的内部区域的大体上锥形壁部；壁部限定有ー缝隙；且插入轮的一部分延伸穿过缝隙并进入舌部的内部区域。根据ー个实施例，第一插入轮和第二插入轮大体上彼此平行。根据ー个实施例， 第一和第二插入轮上的各孔穴具有构造成这样的形状，即支承物体中的ー个，物体的体积的约三分之一接收在孔穴内，且物体的体积的剩余部分从孔穴突出至各自插入轮的外周之上。根据ー个实施例，所述装置包括直接位于舌部的上游的丝束引导器，丝束引导器限定大体上圆柱或大体上锥形内部空间；且棒状搅棒(plow)至少部分地位于丝束引导器内，其中在进入舌部之前，丝束引导器和搅棒将过滤嘴材料段折叠成大体上U形或C形。棒状搅棒的位置可相对于丝束引导器调整。聚集辊可位于舌部的上游，其中聚集辊限定预先折叠过滤嘴材料段的周向轮廓。根据ー个实施例，所述装置进ー步包括接收来自储存装置的物体的第一和第二计量供给轮；和分别接收来自第一和第二计量供给轮的物体并将物体传送至插入轮上的孔穴的第一和第二中间轮。根据ー个实施例，第一中间轮和第二中间轮可将物体传送至插入轮上的交替的孔穴。根据ー个实施例，第一和第二中间轮可分别比第一和第二计量供给轮旋转得更快。根据ー个实施例，第一和第二中间轮可与插入轮以大体上相同的速度旋转。根据ー个实施例，所述装置进ー步包括位于第一计量供给轮和第一中间轮之间的第一计量供给引导器，第一计量供给引导器适于将物体中的至少ー个保持在第一计量供给轮上；和位于第二计量供给轮和第二中间轮之间的第二计量供给引导器，第二计量供给引导器适于将物体中的至少ー个保持在第二计量供给轮上。根据ー个实施例，所述装置进ー步包括将来自储存装置的物体供应给第一计量供给轮和第二计量供给轮的至少ー个单个平面馈送腔室。根据另ー实施例，所述装置包括将来自储存装置的物体传递给插入轮的至少ー个传递腔室，其中传递腔室包括内周；和至少ー个空气源，使物体绕传递腔室的内周加速。至少ー个传递腔室可包括在内周上限定的物体軌道。至少ー个传递腔室可包括将物体传送给插入轮的交替的孔穴的第一传递腔室和第二传递腔室。所述装置可因此包括将来自至少一个储存装置的物体传递给第一插入轮的第一传递腔室，其中第一传递腔室包括内周；和大体上平行于第一传递腔室的第二传递腔室，其中第二传递腔室将来自至少一个储存装置的物体传递给第二插入轮，其中第二传递腔室包括内周；和空气源，使物体绕第一传递腔室和第二传递腔室的内周加速。根据ー个实施例，空气源包括第一空气源，使物体绕第一传递腔室的内周加速；和第二空气源，使物体绕第二传递腔室的内周加速。根据ー个实施例，第一和第二传递腔室均包括在各自内周上限定的物体軌道。根据ー个实施例，第一和第二传递腔室均包括将物体传送给相应第一和第二插入轮的交替的孔穴的平行的上、下传递腔室。根据ー个实施例，所述装置包括与至少ー个插入轮或者分别与第一和第二插入轮上的多个孔穴关联的至少ー个空气源，其中在输送到过滤嘴材料期间至少一个空气源在孔穴上施加真空，以将物体吸入孔穴，且在传送进入过滤嘴材料时至少一个空气源从孔穴吹出以射出物体。该专利申请还涉及ー种将ー个或多个物体插入烟草棒的过滤嘴元件的方法，所述方法包括运输至少ー个过滤嘴材料段；将多个物体支承在至少ー个旋转插入轮的外周上限定的孔穴上，各物体的约四分之一至约二分之一之间的体积接收在相应孔穴内；和将物体传送进入过滤嘴材料。所述方法可尤其包括运输大体上平行的第一和第二过滤嘴材料段；将多个物体支承在大体上平行的第一和第二插入轮的外周上的限定的孔穴上，各物体的约四分之一至约二分之一之间的体积接收在相应孔穴内；和从各自第一和第二插入轮将物体传送进入平行的第一和第二过滤嘴材料段。所述方法可进ー步包括利用至少ー个大体上锥形的舌部将至少ー个过滤嘴材料段压缩成至少ー个过滤嘴棒；其中将物体传送进入过滤嘴材料包括通过在舌部上限定的缝隙将物体直接插入在舌部中的过滤嘴材料。过滤嘴材料可限定一直径，且将物体传送进入过滤嘴材料的步骤可包括将物体插入至深度为过滤嘴材料的直径的约二分之一。因此，所述方法可包括利用大体上平行的第一和第二舌部将第一和第二过滤嘴材料段压缩成大体上平行的第一和第二过滤嘴棒。根据ー个实施例，过滤嘴材料限定一直径，且将物体传送进入第一和第二过滤嘴材料段的步骤包括将物体插入至深度为过滤嘴材料的直径的约二分之一。根据ー个实施例，将物体插入至深度为过滤嘴材料的直径的约二分之一包括将物体支承在孔穴内，直至它们的深度为过滤嘴材料的直径的约二分之一。根据ー个实施例，所述方法进ー步包括在一个或多个舌部的上游利用ー个或多个丝束引导器和搅棒将过滤嘴材料折叠为大体上U形或C形。根据ー个实施例，所述方法进ー步包括利用第一计量供给轮和第二计量供给轮从储存装置提取物体；和将物体分别从第一计量供给轮和第二计量供给轮传递至第一中间轮和第二中间轮，其中第一和第二中间轮分别比第一和第二计量供给轮旋转得更快。所述方法可进ー步包括交替地将物体从第一中间轮和第二中间轮传递至插入轮上的孔穴，其中插入轮与第一和第二中间轮以大体上相同的速度旋转。所述方法可包括将物体供应至靠近插入轮定位的传递腔室；和利用强制空气使物体绕传递腔室的内周加速。所述方法可进ー步包括将物体分别供应至靠近第一和第二插入轮定位的大体上平行的第一和第二传递腔室；和利用强制空气使物体绕第一和第二传递腔室的内周加速。根据ー个实施例，第一和第二传递腔室均包括上传递腔室和下传递腔室。根据ー个实施例，可在孔穴中的一个上施加吸力，以在将物体完全插入过滤嘴材料之前，将物体保持在孔穴内；和随后在物体完全插入过滤嘴材料时可从孔穴吹出空气，以从孔穴射出物体。根据以下描述、附图和实例，本发明的更多方面、目的和优势及示例性实施例的结构和功能将变得明显。
根据以下附图，本发明的前述方面、其它特征和优势将变得清楚，附图中相同标号总体指示相同、功能类似、和/或结构类似的単元。图I为根据第一实施例的物体插入器的侧视 图2为图I的物体插入器的插入轮，间距轮，计量供给轮，和其它元件的侧透视图；
图3为图2的一部分的放大 图4为图I的插入轮的一部分的侧示意图，显示了物体由插入器上的孔穴支承；
图5为图I的舌部和插入轮的一部分的侧透视 图6为图I的舌部和插入轮的一部分的另ー侧透视 图7为根据第二实施例的物体插入器的侧透视 图8为图7的物体插入器的插入轮，加速腔室，和其它元件的侧透视图；和 图9为图8的一部分的放大图；和
图10为图7的物体插入器的变型的侧透视图，其包括结合两根大体上平行的过滤嘴材料段操作的两个大体上平行的插入轮。
具体实施例方式以下将对本发明的实施例进行详细描述。在描述实施例中，出于简明目的，采用特定的术语。然而，本发明不限于所选择的特定术语。本领域普通技术人员将认识到，不脱离本发明的精神和保护范围，可采用其它等同零件和其它方法。本文中所有引用文献通过引用结合于此，如同其各个单独结合一样。本发明涉及可用于将物体插入烟制品的装置和方法，例如在公开号W02010/107756 Al和W02010/055120 Al的国际专利申请中描述的装置，该两国际专利申请的全部内容通过引用结合于此。本发明的装置和方法可用于将物体插入烟制品的元件，例如过滤嘴材料。例如，物体可为珠子，胶囊，或小丸，然而，也可为其它类型的物体。这些物体可用于例如提高香烟的感官品质。具体而言，物体可用作向主流烟雾中增加风味或其它物质的载体。可与本发明结合使用的过滤嘴材料的示例性类型包括醋酸纤维丝束，集合醋酸纤维网，聚丙烯丝束，集合纸，重组烟草条等。參照图1，显示了示例性物体插入器10。根据ー个实施例，物体插入器10可位于传统棒形成単元(未显示)的上游(图I右側)。过滤嘴材料可利用过滤嘴材料处理单元12 (例如输送喷嘴)处理，并经过棒形成单元以形成连续的棒。物体插入器10可与过滤嘴材料处理单元12和/或棒形成単元关联，以将ー个或多个物体插入在过滤嘴材料的连续长度内或连续的过滤嘴棒中。然后可利用棒切割组件(未显示)将连续的过滤嘴棒细分为多个棒部分，各棒部分具有位于其中的至少ー个物体。棒部分可收集在收集装置例如托盘、旋转收集鼓、运输系统或类似物中，以便于进ー步处理。根据ー个实施例，棒部分然后可直接输送至香烟制作机器。本文描述的物体插入器10的各个方面允许比现有技术的物体插入器以更快的速度操作。仍參照图1，过滤嘴材料处理单元12可从ー对传送辊14a，14b至与物体插入器10关联的聚集辊16地计量供给连续段的过滤嘴材料(例如过滤嘴丝束)。根据ー个实施例，聚集辊16可限定预先折叠过滤嘴材料段的周向轮廓，以更有利于物体插入。例如，聚集辊16可限定当过滤嘴材料经过聚集辊16上时对其进行弯折或折叠的大体上U形或V形的周向轮廓，然而，可以为其它结构。聚集辊16可馈送过滤嘴材料至丝束引导器18，然后到达下游舌部20，如图2、5和6最佳所示。离开舌部20之后，过滤嘴材料通过棒形成単元(未显示)的剰余部分。以下将详细讨论丝束引导器18和舌部20的更多细节。回到图1，物体插入器10可包括储存装置22，例如ー个或多个料箱，其储存待插入过滤嘴材料的多个物体。根据ー个实施例，物体的形状可大体上为球形，并可称为胶囊，然而，可采用其它形状和构造。为了讨论方便，本文将物体总体地称为"胶囊"。根据ー个实施例，储存装置22可将胶囊馈送给一个或多个馈送腔室24、26，馈送腔室24、26又将胶囊馈送给第一和第二计量供给轮28，30。根据ー个实施例，馈送腔室24和/或馈送腔室26包括"单个平面"馈送腔室，其仅馈送单个平面的胶囊至各计量供给轮28,30的外周。例如，经过〃单个平面〃馈送腔室的胶囊可限制为多个胶囊高、和多个胶囊深但仅单个胶囊宽的布置。根据变型实施例(未显示)，储存装置22可将胶囊馈送给ー个馈送腔室，而非所示的两个，且馈送腔室可转而将胶囊馈送给单个或多个计量供给轮。储存装置22和/或馈送腔室24，26可包括有助于使胶囊从储存装置22移动至计量供给轮28、30的振动器或类似装置。參照图2和3，详细显示了计量供给轮28，30。计量供给轮28，30各自限定有外周28a，30a，外周28a，30a的一部分分别与馈送腔室24，26的下部出口 24a，26a对准定位，參 见图2。外周28a，30a可各限定一组计量供给轮孔穴32，34，计量供给轮孔穴32，34绕各自外周28a，30a等距分布。计量供给轮孔穴32，34适于接收来自馈送腔室24，26的下部出口24a，26a的胶囊，并且至少部分地将胶囊输送到计量供给轮28，30内。根据ー个实施例，计量供给轮孔穴32，34的形状可大体上为圆柱状，并可限定足以接收全部或一部分相应胶囊的直径和深度。在圆柱状的情况下，孔穴可具有等于或稍大于相应胶囊的直径的深度和直径，以确保胶囊在孔穴内的准确定位。根据变型实施例，计量供给轮孔穴32，34可为方形，矩形，锥形或本技术领域已知的其它形状，只要孔穴可安全地和准确地接收和输送全部或一部分相应胶囊即可。可施加真空源(未显示)至孔穴32，34，以有助于传递来自馈送腔室24，26的胶囊，和/或有助于胶囊到达孔穴32，34后保持在其中。仍參照图2和3，装置10可包括接收从计量供给轮28，30传来的胶囊的中间轮36，38。參照图3,中间轮36, 38可各自限定外周36a, 38a,外周36a, 38a可各自限定绕各自外周36a，38a等距分布的一组中间轮孔穴40，42。中间轮孔穴40，42适于接收来自计量供给轮28，30的胶囊，和至少部分地将胶囊输送至中间轮36，38内。中间轮孔穴40，42可大体上与以上描述的计量供给轮孔穴32，34相同，本文不进ー步详细描述。可施加真空源(未显示)至中间轮孔穴40，42，以有助于将来自计量供给轮孔穴32，34的胶囊传递至中间轮孔穴40，42，和/或有助于胶囊到达中间轮孔穴40，42后保持在其中。參照图3，第一计量供给引导器44可位于第一计量供给轮28和第一中间轮36之间。类似地，第二计量供给引导器46可位于第二计量供给轮30和第二中间轮42之间。计量供给引导器44，46可分别有助于在计量供给轮孔穴32，34和中间轮孔穴40，42之间传递胶囊。例如，第一计量供给引导器44可遮盖或封堵第一中间轮孔穴32的一部分及第ー计量供给轮孔穴40的一部分，直至计量供给轮孔穴32对准相应的中间轮孔穴40，或者在计量供给轮孔穴32对准相应的中间轮孔穴40之前不久。第二计量供给引导器46可具有类似布置。对于被计量供给引导器44，46遮盖的计量供给轮孔穴，可关闭正常情况下施加给计量供给轮孔穴32，34的真空源，和/或利用遮盖的计量供给轮孔穴32，34导出的喷射空气替代正常情况下施加给计量供给轮孔穴32，34的真空源。一旦计量供给轮孔穴32，34之一旋转经过计量供给引导器44，46，且其不再因此被封堵，喷射空气可将胶囊驱出该计量供给轮孔穴，并同时进入与其对准的中间轮孔穴40，42。结果，与没有计量供给引导器44，46 相比，计量供给引导器44，46可允许较早地施加将胶囊推出孔穴的喷射空气，没有过早将胶囊射出计量供给轮孔穴32，34的风险。因此，将胶囊从计量供给轮孔穴32，34传递至中间轮孔穴40，42的速度和一致性可得以改善。仍參照图2和3，装置10可包括插入轮50，插入轮50接收来自中间轮36，38的胶囊，并例如当其经过棒形成単元的舌部20时，将胶囊插入过滤嘴材料段。插入轮50可限定外周50a，外周50a具有绕外周50a等距分布的多个插入轮孔穴52。插入轮孔穴52至少部分地接收胶囊和在插入轮50上支承胶囊，以下将更详细地描述。可施加真空源(未显示)给插入轮孔穴52，以有助于将来自中间轮孔穴40，42的胶囊传递至插入轮孔穴52，和/或有助于在胶囊到达中间轮孔穴52后将其保持在其中。以上描述的计量供给轮28，30，中间轮36，38，和插入轮50的布置可有助于物体插入器10的更快操作。例如，计量供给轮28，30可以相对低的速度(例如在外周28a，30a处測量)操作，以确保胶囊从馈送腔室24，26到各个计量供给轮孔穴32，34的一致传递。同吋，插入轮50可以高传送速度将胶囊插入过滤嘴材料，以便于快速制造率。根据ー个实施例，在从计量供给轮28，30传递至中间轮36，38吋，间距增加并且速度増加。例如，根据ー个实施例，第一和第二中间轮36，38可比各自计量供给轮28，30旋转得更快。附加地或替代性地，与计量供给轮孔穴32，34相比，能够以更大的间距来布置中间轮孔穴40，42。根据ー个实施例，可通过交替地从第一和第二中间轮孔穴40，42到插入轮孔穴52传递胶囊而提供更快的速度。例如，第一中间轮36的中间轮孔穴40可传递胶囊至插入轮孔穴52，随后第二中间轮38的中间轮孔穴42可立即传递胶囊至下一个插入轮孔穴52，依次类推。在从中间轮36，38传递至插入轮50吋，间距增加和/或速度増加。根据ー个实施例，第一中间轮36，第二中间轮38，和插入轮50可大体上以相同速度旋转，但可采用其它构造。例如，插入轮50可替代性地比第一和第二中间轮36，38旋转得更快或更慢。以下表格列出了用于物体插入器10的操作的示例性參数ft A^
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当用于形成每个过滤嘴具有四个胶囊的108mm的过滤嘴棒时，利用以上參数的物体插入器10的一个实施例得到毎分钟大约216米过滤嘴材料的机器速度，毎分钟输出2000个过滤嘴(毎分钟8000个胶囊)。本领域普通技术人员根据该描述将认识到，除以上參数外，还可采用其它參数。尽管图1-6显示的实施例具有两个计量供给轮28，30和两个中间轮36，38，但是本 领域普通技术人员基于该描述将理解，变型实施例可采用单个计量供给轮和/或单个中间轮。同样，本领域普通技术人员基于该描述将理解，变型实施例可具有多于两个的计量供给轮和/或多于两个的中间轮。而且，尽管图1-6显示的实施例包括两个馈送腔室24，26，但是本领域普通技术人员基于该描述将理解，可使用单个馈送腔室或多于两个的馈送腔室。參照图4，详细显示了具有插入轮孔穴52的插入轮50的一部分。物体插入器10可设计成操作具有预先确定的形状和体积的胶囊C。出于描述简便，本发明将结合球形胶囊C进行描述，然而如上所述，可采用其它形状和尺寸的胶囊。为了有助于在过滤嘴材料内准确放置胶囊C，插入轮孔穴52可支承胶囊C，使得胶囊C的一部分Cl例如胶囊的约四分之一至约二分之一之间的体积位于孔穴52内，胶囊C的剩余部分C2从孔穴52突出至插入轮50的外周50a之上。結果，插入轮50可手动地将胶囊大体上插入到过滤嘴材料内的理想位置，而不依靠强制空气将胶囊C"射〃出深孔穴至其理想位置，在放置胶囊C方面得到较好控制和较高精确度，和/或允许较高操作速度。如图4所示，对于圆柱状胶囊C，插入轮孔穴52可成形为球形的一部分，然而，可采用其它构造的孔穴52。例如，插入轮孔穴可包括接触和支承在胶囊C的表面上的不同点的多个离散表面(例如圆柱孔穴的尺寸可定为接收和支承球形胶囊C的一部分)。根据ー个实施例，插入轮孔穴52构造成接收和支承胶囊C的总体积的约三分之一，各胶囊的体积的剰余部分从插入轮孔穴52突出，并在插入轮的外周50a之上。參照图5和6，显示了插入轮50将胶囊C直接插入棒形成単元的舌部20的实施例。如图所示，舌部20可包括大体上锥形形状的壁，当过滤嘴材料段被拉伸通过舌部20吋，该壁压缩过滤嘴材料段，使得过滤嘴材料形成为圆柱形状。缝隙60可沿过滤嘴材料的运动方向延伸通过锥形壁，且插入轮50的一部分可延伸通过缝隙60进入舌部20的内部。该构造的结果是，当过滤嘴材料被舌部20压缩时，插入轮50可将胶囊C直接放入过滤嘴材料。通过尽可能适当地靠近棒形成点地将胶囊C插入过滤嘴材料，胶囊C可在过滤嘴材料内保持在其理想位置。仍參照图5和6，插入轮孔穴52可保持与胶囊C接触，并为胶囊C提供正向支承，直至胶囊C几乎或完全地移动到过滤嘴材料内的理想位置。例如，參照图6，舌部20的锥形壁可在胶囊C插入过滤嘴材料的点限定内直径D，且舌部20可将过滤嘴材料成形为在该点具有大体上相同的直径。插入轮50和插入轮孔穴52可主动地支承胶囊C，直至插入轮50将胶囊C定位在舌部20内的深度Y，如图5所示。根据ー个实施例，深度Y可大体上为舌部20的直径D的二分之一，使得胶囊C大体上搁放在过滤嘴材料内的中心，然而，可采用其它构造。一旦插入轮50和插入轮孔穴52已经将胶囊移动至过滤嘴材料内的理想位置，如图5和6所示，可选择性地将正常情况下施加给插入轮孔穴的真空切换为短暂的猛推的正向空气压力，以便使从各插入轮孔穴52释放胶囊C加速。根据ー个实施例，插入轮50的外周50a的线性速度，和因此插入轮孔穴52的线性速度，可大于通过舌部20的过滤嘴材料的线性速度。该布置可导致将胶囊C放置在过滤嘴材料内的更高精确度。仍參照图5和6，丝束引导器62和棒状搅棒64可位于舌部20的上游。丝束引导器62可限定大体上锥形或大体上圆柱形的内部空间。搅棒64可在丝束引导器62内纵向延伸，通过丝束引导器62和搅棒64，可在进入舌部20之前将过滤嘴材料预先形成或预先折叠成基本上C形或U形。将过滤嘴材料预先形成为基本上C形或U形的结果是，插入轮50可通过C形或U形过滤嘴材料的开ロ插入胶囊C，使其进入折叠的过滤嘴材料的大致中心。采用该构造后，折叠的过滤嘴材料可以更可靠地将胶囊C保持在过滤嘴材料和制成的过滤嘴内的理想位置。根据ー个实施例，搅棒64的位置例如可沿丝束引导器62的纵向轴线相 对于丝束引导器62进行调整。參照图7-9，显示了物体插入器的第二实施例。出于该描述目的，图7-9的物体插入器110与图1-6显示的物体插入器10的不同仅在于从储存装置122到插入轮150传送物体(例如胶囊)的结构和功能。因此，出于讨论简便，与图1-6的实施例的结构和功能相同或大体上类似的部分将不再重复。參照图7，物体插入器110可大致包括第一和第二重力馈送器170，172，第一和第二重力馈送器170，172分别将胶囊从储存装置122馈送给第一和第二传递腔室174，176。尽管未显示，但基于该描述本领域普通技术人员将明显知道，开闭器、阀或其它计量供给装置可用于分别计量供给从储存装置122到第一和第二传递腔室174，176的胶囊流。尽管图7显示的实施例具有两个重力馈送器170，172和两个传递腔室174，176，但是基于该描述本领域普通技术人员将理解，变型实施例可采用仅ー个重力馈送器和仅ー个传递腔室，或者多于两个的重力馈送器和多于两个的传递腔室。參照图8，更详细地显示了第一和第二传递腔室174，176和插入轮150。第一和第ニ传递腔室174，176可适于使胶囊C加速至大体上等于插入轮150的外周150a和因此插入轮孔穴(未显示)的线性速度的速度，有利于当高速度操作时将胶囊C可靠并一致地传递至插入轮孔穴。为进一歩利于通过插入轮150高速度传送胶囊C，第一和第二传递腔室174，176可将胶囊C轮流供应至插入轮150中的交替的孔穴152。參照图8，第一和第二重力馈送器170，172可分别通过入口 178，180将连续供应的胶囊C传送至第一和第二传递腔室174，176的内部。各传递腔室174，176限定内周表面182，184，如图9所示。在图7-9的实施例中，内周表面182，184大体上呈圆形，然而可采用其它形状，例如椭圆。參照图9，内周表面182，184可限定以预先确定的方式绕内周表面引导胶囊C的轨道182a，184a。多个空气喷嘴186，188，对位于轨道182a，184a中的胶囊C进行作用，分别使胶囊C绕内周表面182，184在轨道182a，184a中加速，直至胶囊C达到大体上等于插入轮150的插入轮孔穴(未显示)的线性速度的线性速度。
回到图8，各传递腔室174，176可包括沿轨道182a，184a定位的出ロ 190，192 (例如穿过周表面182，184的长形缝隙)。插入轮150的外周150a的一部分可延伸穿过各出ロ190，192。轨道182a，184a可构造成在空气喷嘴186，188的力的作用下，绕内周表面182，184引导胶囊C，直至胶囊C抵达各自出口 190，192。在抵达各自出口 190，192时，胶囊C可具有等于或接近插入轮150的外周150a的线性速度的线性速度，并将转移进入插入轮150的插入轮孔穴(未显示)。施加给插入轮孔穴的真空力可有助于将胶囊C传递至插入轮孔穴和将胶囊C保持在插入轮孔穴。此外，根据ー个实施例，刷子(未显示)可位于各传递腔室174，176内的各出口 190，192的后缘190a，192a，以有助于将胶囊C传递至插入轮孔穴。此外，空气喷嘴194，196可分别在各出ロ 190，192导入气帘，以保护各自出口 190，192和/或吹走可能错误地通过出ロ 190，192的多余胶囊C。參照图10，显示了物体插入器的第三实施例。出于该描述目的，图10的物体插入器210与图7-9显示的物体插入器110的主要不同之处在于，其包括两个或多个大体上平行的插入轮250a，250b和安装在同一基部上的相关的馈送元件。大体上平行的插入轮250a，250b的布置允许将胶囊插入两个或多个大体上平行的过滤嘴材料段，然而也可采用 非平行的实施例。出于解释简便，与图1-9的实施例的结构和功能相同或大体上类似的部分将不再重复讨论。此外，尽管本文參照图7-9的实施例，描述了用于将胶囊插入两个或多个大体上平行的过滤嘴材料段的集成的物体插入器的概念，但是可利用图1-6显示的结构应用相同的多产线特征。如上所述，图10的物体插入器210可包括两个大体上平行的插入轮250a，250b，各插入轮250a，250b可具有与结合图1_9描述的插入轮相同或类似的构造。例如，各插入轮250a，250b可包括适于支承胶囊C的插入轮孔穴252a，252b，使得胶囊C的一部分例如胶囊的约四分之一至约二分之一之间的体积位于孔穴252a，252b内，胶囊C的剰余部分从孔穴252a，252b突出至各自插入轮250a，250b的外周上方，如上文描述。根据ー个实施例，插入轮孔穴252a，252b可构造成接收和支承胶囊C的总体积的约三分之一，各胶囊的体积的剩余部分从插入轮孔穴252a，252b突出，并位于各自插入轮250a，250b的外周之上。插入轮250a，250b可将胶囊C插入大体上平行的过滤嘴材料段，过滤嘴材料段例如输送通过大体上平行的舌部220a，220b。舌部220a，220b可具有与如上描述和例如图I、2、5和6显示的舌部20相同或类似的构造。如图10所示，可从ー个或多个传递腔室将胶囊馈送给各插入轮250a，250b。例如，上传递腔室276a和下传递腔室274a可馈送给插入轮250a，且上传递腔室276b和下传递腔室274b (图中隐藏)可馈送给插入轮250b，如结合图7-9所显示和描述的那样。根据变型实施例(未具体显示)，插入轮250a，250b可从大体上平行布置的计量供给轮28、计量供给轮30、中间轮36和中间轮38馈送胶囊，例如如结合图1-3所显示和描述的那样。单个料箱(未显示)可供应胶囊给所有大体上平行的插入轮250a，250b。或者，独立料箱(未显示)可供应胶囊给各插入轮250a，250b，或插入轮的子组。物体插入器210不限于两个大体上平行布置的插入轮250a，250b，如图10所示，而是例如可为了满足输出需要，具有所希望的很多大体上平行的构造。基于该描述本领域普通技术人员将理解，之上讨论的结构和操作可用于将ー个或多个物体插入烟草棒的过滤嘴元件的方法。所述结构和操作可用于将物体插入单个过滤嘴材料段，或者多个大体上平行的段。如上所述，相较于现有技术装置和方法，本文描述的结构和操作可使得速度和可靠度显著提高。例如，图1-6显示的装置以上述表A所列出的參数操作，以每条线每分钟约216米过滤嘴材料的速度(每分钟输出2000个过滤嘴)，形成单条线的108mm过滤嘴棒，且每个过滤嘴具有四个胶囊，并具有高的一致性和可靠度。该输出速度明显比现有技术机器更快，现有技术机器典型地受限于毎分钟约80米的速度以可靠地制造类似的过滤嘴棒。本领域普通技术人员基于本文将理解，表中參数可改变，以在制备具有不同构造的过滤嘴棒时提供相似的高输出速度。本说明书图示和讨论的实施例仅用于教导本领域普通技术人员以本发明人所知的制作和使用本发明的最佳方式。本说明书中的任何内容均不应视为限制本发明的保护范围。所有举例为示范性和非限制的。根据上述教导，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明的保护范围下，可对本发明的以上描述实施例进行修改和变形。应理解，在权利要求和等同物的范围内而非说明书描述的范围内，可实施本发明。
标号列表
10物体插入器
12过滤嘴材料处理单元
14a, 14b 传送棍
16聚集辊
18丝束引导器
20舌部
22储存装置
24，26馈送腔室
24a, 26a 下部出口
28，30第一 /第二计量供给轮
28a, 30a 外周
32，34计量供给轮孔穴
36，38中间轮
36a, 38a 外周
40，42中间轮孔穴
44，46第一 /第二计量供给引导器
50插入轮
50a外周
52插入轮孔穴
60缝隙
62丝束引导器
64搅棒
110物体插入器
122储存装置
150插入轮
150a外周152插入轮孔穴
170，172第一 /第二重力馈送器
174，176第一 /第二传递腔室
178，180入口
182，184内周表面
182a, 184a轨道 186，188空气喷嘴
190，192出口
190a, 192a后缘
194，196空气喷嘴
210物体插入器
220a,220b舌部
250a, 250b插入轮
252a，252b插入轮孔穴
274a，274b下传递腔室
276a，276b上传递腔室
C胶囊。
权利要求
1.一种用于将ー个或多个物体插入至少ー个烟草棒的过滤嘴元件的装置(10，110，210)，所述装置(10，110，210)包括储存多个所述物体的至少ー个储存装置(22，122)，各物体具有预先确定的体积；和至少ー个插入轮(50，150，250a，250b)，接收储存在所述储存装置(22，122)内的所述物体，并且将所述物体插入至少ー个过滤嘴材料段，所述至少ー个插入轮(50，150，250a，250b)的每ー个具有外周(50a，150a)，在所述外周(50a, 150a)中限定有绕所述外周(50a，150a)分布的多个孔穴(52，152，252a，252b);其特征在于，各孔穴(52，152，252a，252b)具有这样的形状，即该形状构造成支承所述物体中的ー个，使所述物体的约四分之一至约二分之一之间的体积接收在所述孔穴(52，152，252a，252b)内，所述物体的体积的剩余部分从所述孔穴(52，152，252a，252b)突出至所述插入轮(50，150，250a, 250b)的所述外周(50a, 150a)之上。
2.根据权利要求I所述的装置(10，110，210)，其特征在于，包括至少ー个舌部(20，220a，220b)，所述至少一个舌部(20，220a，220b)将所述至少ー个过滤嘴材料段压缩成大体上圆柱形状，其中所述至少ー个插入轮(50，150，250a，250b)将所述物体直接插入在所述舌部(20，220a，220b)中的所述过滤嘴材料。
3.根据权利要求2所述的装置(10，111，211)，其特征在于，所述至少一个舌部(20，220a, 220b)在所述至少ー个插入轮(50，150，250a，250b)将所述物体搁放在所述过滤嘴材料内的区域限定一直径，且所述至少ー个插入轮(50，150，250a，250b)上的所述孔穴(52，152，252a，252b)支承相应的物体，直至所述物体被传送进入所述过滤嘴材料的深度等于所述舌部的直径的约二分之一。
4.根据权利要求2所述的装置(10，110，210)，其特征在于，所述至少一个舌部(20，220a, 220b)大体上为锥形，并包括适于接收所述至少ー个插入轮(50，150，250a，250b)的一部分的缝隙。
5.一种用于将ー个或多个物体插入烟草棒的过滤嘴元件的装置(10，110，210)，所述装置(10，110，210)包括储存多个所述物体的至少ー个储存装置(22，122)，各物体具有预先确定的体积；和至少ー个插入轮(50，150，250a，250b)，接收储存在所述储存装置(22，122)内的所述物体，并且将所述物体插入至少ー个过滤嘴材料段，所述至少ー个插入轮(50，150，250a，250b)的每ー个具有外周(50a，150a)，在所述外周(50a, 150a)上限定有绕所述外周(50a, 150a)分布的多个孔穴(52，152，252a，252b);其特征在于，所述装置(10，110,210)进ー步包括接收来自所述储存装置(22，122)的所述物体的至少ー个计量供给轮(28，30)和分别接收来自所述至少ー个计量供给轮(28，30)的所述物体并将所述物体传送至所述插入轮(50，150，250a，250b)中的所述孔穴(52，152，252a，252b)的至少ー个中间轮(36，38)，其中，尤其是，第一中间轮(36)和第二中间轮(38)将所述物体传送至所述插入轮(50，150，250a，250b)中的交替的孔穴(52，152，252a，252b)。
6.根据权利要求5所述的装置(10，110，210)，其特征在于，该装置为根据权利要求I至4中任一项所述的装置(10，110，210)。
7.根据权利要求5所述的装置(10，110，210)，其特征在于，所述至少ー个中间轮(36，38)比所述至少一个计量供给轮(28，30)旋转得更快，和/或所述至少ー个中间轮(36，38)与所述插入轮(28，30)相比以大体上相同的速度旋转。
8.根据权利要求5所述的装置(10，110，210)，其特征在于，所述装置(10，110，210)进一歩包括位于所述至少ー个计量供给轮(28，30)和所述至少ー个中间轮(36，38)之间的至少ー个计量供给引导器(44，46)，所述计量供给引导器(44，46)适于将所述物体中的至少ー个保持在所述计量供给轮(28，30)中。
9.一种用于将ー个或多个物体插入至少ー个烟草棒的过滤嘴元件的装置(110，210)，所述装置(110，210)包括储存多个所述物体的至少ー个储存装置(122)，各物体具有预先确定的体积；和至少ー个插入轮(150，250a，250b)，接收储存在所述储存装置(122)内的所述物体，并且将所述物体插入至少ー个过滤嘴材料段，所述至少ー个插入轮(150，250a,250b)的每ー个具有外周(150a)，在所述外周(150a)上限定有绕所述外周(150a)分布的多个孔穴(152，252a，252b)，其特征在于，所述装置(110，210)进ー步包括将所述物体从所述储存装置(122)传递至所述插入轮(150，250a，250b)的至少ー个传递腔室(174，176，274a，274b，276a，276b)，其中所述传递腔室(174，176，274a，274b，276a，276b)包括内周(182，184);和使所述物体绕所述传递腔室(174,176, 274a, 274b, 276a, 276b)的所述内周(182，184)加速的至少ー个空气源(186，188)。
10.根据权利要求9所述的装置(110，210)，其特征在于，该装置为根据权利要求I至9中任一项所述的装置(110，210)。
11.根据权利要求9所述的装置(110，210)，其特征在于，所述至少一个传递腔室(174，176，274a，274b，276a，276b)包括限定在所述内周(182，184)中的物体軌道。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述至少一个传递腔室(174，176，274a，274b，276a，276b)包括将所述物体传送至所述至少ー个插入轮(150，250a，250b)中的交替的孔穴(152，252a，252b)的第一传递腔室(174，274a，274b)和第二传递腔室(176，276a，276b)。
13.根据权利要求I所述的装置(10，110，210)，其特征在于，所述装置(10，110，210)进ー步包括与在所述至少ー个插入轮(50，150，250a，250b)中或分别在所述第一和第二插入轮(250a, 250b)中的所述多个孔穴(52，152，252a，252b)关联的空气源(194，196)，其中在输送到所述过滤嘴材料期间，至少ー个所述空气源(194，196)在所述孔穴(52，152，252a，252b)施加真空以将所述物体抽吸进入所述孔穴(52，152，252a，252b)，且在将所述物体传送进入所述过滤嘴材料时，至少ー个所述空气源(194，196)从所述孔穴(52，152，252a，252b)吹出以射出所述物体。
14.ー种将ー个或多个物体插入至少ー个烟草棒的过滤嘴元件的方法，所述方法包括运输至少ー个过滤嘴材料段；将所述多个物体支承在至少ー个旋转插入轮(50，150，250a，250b)的外周(50a，150a)上限定的孔穴(52，152，252a，252b)中，各物体的约四分之一至约二分之一之间的体积接收在相应的孔穴(52，152，252a，252b)内；以及将所述物体传送进入所述过滤嘴材料。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法进ー步包括利用至少ー个大体上锥形的舌部(20，220a，220b)将所述至少ー个过滤嘴材料段压缩成至少ー个过滤嘴棒，其中将所述物体传送进入所述过滤嘴材料包括通过在所述舌部(20，220a，220b)中限定的缝隙￠0)将所述物体直接插入在所述舌部(20，220a，220b)中的所述过滤嘴材料。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述过滤嘴材料限定一直径，且将所述物体传送进入所述过滤嘴材料的步骤包括将所述物体插入至深度为所述过滤嘴材料的直径的约二分之一，和/或在所述舌部(20，220a，220b)的上游利用丝束引导器￠2)和搅棒(64)将所述过滤嘴材料折叠成大体上U形或C形。
17.ー种将ー个或多个物体插入至少ー个烟草棒的过滤嘴元件的方法，所述方法包括运输至少ー个过滤嘴材料段；将多个所述物体支承在至少ー个旋转插入轮(50)的外周(50a)上限定的孔穴(52)中，和将所述物体传送进入所述过滤嘴材料，其特征在于，所述方法包括利用第一计量供给轮(28)和第二计量供给轮(30)从储存装置(22)提取所述物体；和将所述物体分别从所述第一计量供给轮(28)和第二计量供给轮(30)传递至第一中间轮(36)和第二中间轮(38)，其中所述第一和第二中间轮(36，38)分别比所述第一和第二计量供给轮(28，30)旋转得更快。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该方法为根据权利要求14所述的方法。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在干，进ー步包括交替地将所述物体从所述第一中间轮(36)和所述第二中间轮(38)传递至所述插入轮(50)中的所述孔穴(52)，其中所述插入轮(50)与所述第一和第二中间轮(36，38)以大体上相同的速度旋转。
20.ー种将ー个或多个物体插入至少ー个烟草棒的过滤嘴元件的方法，所述方法包括运输至少ー个过滤嘴材料段；将所述多个物体支承在至少ー个旋转插入轮(150，250a，250b)的外周(150a)上限定的孔穴(152，252a，252b)中，和将所述物体传送进入所述过滤嘴材料，其特征在干，进ー步包括将所述物体供应至靠近所述至少ー个插入轮(150，250a,250b)定位的至少ー个传递腔室(174，176，274a，274b，276a，276b);和利用强制空气使所述物体绕所述至少ー个传递腔室(174,176, 274a, 274b, 276a, 276b)的内周(182，184)加速。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，该方法为根据权利要求14所述的方法。
22.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，进ー步包括在所述孔穴(52，152，252a，252b)中的一个上施加吸力，以在将所述物体完全插入所述过滤嘴材料之前将所述物体保持在所述孔穴(52，152，252a，252b)中；和在将所述物体完全插入所述过滤嘴材料后从所述孔穴(52，152，252a，252b)吹出空气以从所述孔穴(52，152，252a，252b)射出所述物体。
全文摘要
本发明提供用于将一个或多个物体插入烟草棒的过滤嘴元件的装置(10，110，210)，包括储存多个物体的储存装置(22，122)，各物体具有预先确定的体积；插入轮(50，150，250a，250b)，接收储存在储存装置(22，122)内的物体，和将物体插入过滤嘴材料段，插入轮(50，150，250a，250b)具有外周(50a，150a)，在外周上限定有绕外周分布的多个孔穴(52，152，252a，252b)。各孔穴具有这样的形状，即该形状构造成支承物体中的一个，且物体的约四分之一至约二分之一之间的体积接收在孔穴内。物体的体积的剩余部分从孔穴突出至插入轮的外周之上。还描述了将一个或多个物体插入烟草棒的过滤嘴元件的方法。
文档编号A24D3/02GK102687908SQ201210079479
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月23日 优先权日2011年3月25日
发明者R.阿米斯, S.亨利, W.霍夫曼 申请人:豪尼机械制造股份公司