用于生产烟草制品的无纸过滤嘴的方法和机器与流程

本发明涉及用于生产烟草制品的无纸过滤嘴的方法和机器。

背景技术：
烟草行业中众所周知的是使用过滤材料的连续条带（通常是醋酸纤维素）制造无纸过滤嘴，条带通过浸渍台连续供给，在浸渍台处，用硬化物质（通常是三醋精）浸渍条带，然后借助于吹入空气条带被转化为大致柱状的丝束带（towband），使得丝束带沿着纵向推进通过成形梁（formingbeam）的通道，所述成形梁包括第一部分（在此情况下，加固部分）和第二部分（在此情况下，烘干部分）。沿着第一部分，借助于吹入蒸汽（通常是水蒸汽），使得丝束带中的硬化物质反应；而沿着第二部分，先前由蒸汽浸湿的丝束带被烘干，以连续杆的形式从成形梁出来，所述连续杆具有确定的加固截面以及相对高的轴向刚性。再次利用连续运动，这个连续杆因此被供给到切割台，以被切割成预定长度的过滤嘴段。丝束带沿着成形梁的纵向通道的推进通常借助于环形输送器来获得，所述环形输送器由可透过蒸汽的多孔输送带限定并包括沿着成形梁的纵向通道延伸的传输伸缩带（transportstretch）。纵向通道具有可变截面，所述可变截面形成为作用在输送带上以使它横向变形并使它采取围绕丝束带卷绕的管状构造，以围绕丝束带限定相对刚性的支架（armature），一方面，所述支架可透过蒸汽，另一方面，所述支架围绕丝束带收紧，以给予它确定的恒定横截面形状并确保丝束带和输送带之间的轴向拖曳耦接（draggingcoupling）。相反，在成形梁和上述输送带的下游，新成形的连续杆被推进，并且由于如上所述的连续杆为轴向刚性的事实，只有这种类型推进是可行的。从成形梁出来的连续杆需要为刚性（即，优选地加固和干燥）极大影响了迄今用于制造无纸过滤嘴的方法，并已经影响制造机器，在该制造机器中，只要上述丝束带进入成形梁的纵向通道，它就受到具有相对高水流量和相对低速度的过饱和蒸汽流的径向撞击；烘干部分相对较长；并且环形输送器的前进速度相对较低。成形梁的长度以及循环输送器的降低前进速度允许丝束带的每个截面在成形梁中保持相对较长的时间，并且在所有情况下，该时间足以首先允许蒸汽到达丝束带的核心，由于毛细管效应，使得所有硬化物质反应，其次，当丝束带沿着烘干部分前进时，丝束带完全烘干。最后，迄今已知方法的使用已经使得获得良好质量的无纸过滤嘴，但是生产速度相对较低。

技术实现要素：
本发明目的是提供一种用于制造烟草制品的无纸过滤嘴的方法，所述方法允许蒸汽流中的水量显著减少且生产速度显著提高，而不会负面地影响产品质量。根据本发明，提供了一种用于制造烟草制品的无纸过滤嘴的方法，包括以下步骤：-将硬化材料浸渍的过滤材料的丝束带供给到沿着成形梁的成形通道延伸的多孔输送装置上，该成形梁包括加固第一部分和烘干第二部分；-沿着成形通道推进输送装置和丝束带；-当输送装置和丝束带沿着第一部分推进时，吹入通过输送装置和丝束带的蒸汽，以促使硬化材料反应；-当输送装置和丝束带沿着第二部分推进时，吹入通过输送装置和丝束带的空气，以烘干先前由蒸汽浸湿的丝束带，从而获得连续的无纸硬质杆过滤嘴；以及-将从成形梁出来的连续杆供给到切割装置，以将杆横向切割成预定长度的过滤嘴段；所述方法的特征在于：-在沿着第一部分串联布置的多个加固台处执行蒸汽吹入；以及特征还在于：-在每个加固台处，蒸汽被供给到蓄汽室（accumulationchamber）中，所述蓄汽室包围成形通道并通过环形喷嘴与成形通道连通，所述环形喷嘴在横向于成形通道的横向平面上延伸并具有沿着成形通道的轴线测量的恒定宽度0.3mm至0.9mm。根据本发明，还提供一种用于制造烟草制品的无纸过滤嘴的机器，所述机器包括：成形梁，包括加固第一部分和烘干第二部分，并具有沿着轴线在输入端和输出端之间延伸的成形通道；多孔输送装置，沿着成形通道延伸并被驱动以在与所述轴线平行的预定方向上沿着成形通道移动；供给装置，将硬化材料浸渍的过滤材料丝束带供给到输送装置上以及所述入口的上游；加固装置，沿着第一部分布置，用于喷射通过输送装置和丝束带的蒸汽，以促使硬化材料反应；烘干装置，沿着第二部分布置，用于吹入通过输送装置和丝束带的空气，以烘干先前由蒸汽浸湿的丝束带，从而获得连续的无纸硬质过滤嘴；以及切割装置，在供给方向上设置于所述出口的下游，以将连续杆横向切割成预定长度的过滤嘴段；所述机器的特征在于，加固装置包括沿着第一部分串联布置的至少两个加固台；以及特征还在于，每个加固台包括：蓄汽室，包围成形通道；供给装置，将蒸汽供给到蓄汽室；以及环形喷嘴，使蓄汽室与成形通道连通；所述环形喷嘴布置在横向于成形通道延伸的平面上并具有沿着所述轴线测量的恒定宽度0.3mm至0.9mm。附图说明现在将参考附图描述本发明，附图示出本发明的非限制示例性实施方式。图1示意性示出本发明机器的优选实施方式的侧视图，为了清楚去掉了一些部件；图2示出图1中的第一细节的放大轴向截面，为了清楚去掉了一些部件；图3为图1中的第二细节的透视示意图，为了清楚去掉了一些部件；图4示意性示出图1中的另一细节的放大分解透视图；图5为图4中细节的平面图；图6为根据图1中的线VI-VI的横截面；以及图7为根据图1中的线VII-VII的横截面。具体实施方式图1中数字1表示用于生产无纸过滤嘴（未示出）的整个机器。机器1包括：已知类型的入口单元2，适于生产用硬化流体（通常是三醋精）浸湿的过滤材料（通常是醋酸纤维素）条带3；杆成形单元4，与入口单元2串联布置，并自适于接收条带3且使得硬化材料反应，以将条带3转化为连续的无纸轴向刚性杆过滤嘴5；以及切割装置6，通常是已知类型的旋转切割头，沿条带3和杆5的供给方向7布置在杆成形单元4的下游，并自适于将杆5横向切割成无纸过滤嘴段（未示出）。杆成形单元4包括在顶部由平坦且大致水平的面板9限制的基座8，所述面板支承已知类型的气动入口装置10，适于接收硬化材料饱和的条带3，以横向成形条带3，以便将条带转化为潮湿且大致柱状的丝束带11并在供给方向7上推进丝束带11。面板9还支承在供给方向7上与气动装置10对准的成形梁12，以接收丝束带11并将丝束带转化为连续杆5。如图2中更好地示出，已知类型的气动入口装置10包括倾斜管道13，所述倾斜管道内部成形为诸如德拉瓦尔（deLaval）喷嘴并具有中间部分14，所述中间部分借助于托架15被支撑在面板9上并延伸穿过环形气动分配器16，所述环形气动分配器由用于供给压缩空气流的回路17的出口端组成，压缩空气流通过多个倾斜孔18（通过中间部分14获得）透入管道13中。从孔18出来的空气流起着在供给方向7上向前并朝着成形梁12推进条带3以及扩展条带3以给予它大致柱状的形状并将它转化为丝束带11的双重目的。最后，气动装置10包括漏斗19，所述漏斗连接到管道13的出口端并设置有侧孔，用于释放通过孔18供给的空气。漏斗19还设置有面向成形梁12的顶点开口20，并位于由可透过蒸汽的多孔材料制成的闭环输送带22的传输伸缩带21的入口部分上。如图1中更好地示出，传输伸缩带21延伸通过成形梁12，介于安装在气动入口装置10之下的基座8上的第一皮带轮与在切割装置6上游安装在基座8上的第二皮带轮之间，并且输送带22包括返回伸缩带23，所述返回伸缩带围绕从动轮24卷绕，所述从动轮适于致动输送带22，使得在使用中，传输伸缩带21在供给方向7上以可调速度连续前进。如图1所示，成形梁12由下板25以及两个封盖27和28限定，该下板由面板9支承并借助于螺钉26（图3）锚定到面板，所述封盖在供给方向7上串联布置在板25上方并与板25一起分别限定成形梁12的加固部分29和烘干部分30。如图3所示，下板25相对于封盖27从面向气动入口装置10的部件突出有两个附件31，以限定锥形通道32，所述锥形通道容纳输送带22的导向铲（guidescoop）33并与由附件31携带的两个相对夹爪34一起限定入口台35，在该入口台处，输送带22横向变形以采取管状形状，所述管状形状适于允许先前在平坦横向构造中的输送带22围绕丝束带11卷绕，以与丝束带11耦接并与丝束带11一起横跨成形通道36（图5和图6），该成形通道具有与供给方向7平行的轴线A并限定在下板25与封盖27和28之间。如图4和图5中更好地示出，沿着下板25的上表面37获得的是大致半圆形（然而，这个截面在形状上可以不同）的槽38，该槽在供给方向7上在入口台35与面向切割装置6的出口台39之间延伸，但是布置在与切割台6相距预定距离处，以允许输送带22在返回伸缩带开始之前恢复平坦的构造。在这方面，值得再次指出的是，因为输送带22与连续杆5分开，从而中断了与连续杆5的拖曳耦接，所以从紧靠出口台30下游的成形梁12出来的连续杆5被推送到切割台6。沿着上表面37还获得另外两个槽40，这两个槽布置在槽38的相对侧上，与槽38平行并容纳相应的垫片41，所述垫片适于确保封盖27和28与下板25之间的流体紧密耦接。只参考图4，沿着每个封盖27和28的下表面42获得相应的槽43。两个槽43在供给方向7上彼此对准，具有与槽38之一相似的横向截面，并连同槽38一起且当封盖27和28借助于相应阻挡装置44（图1）阻挡在下板25上以压缩垫片41时限定在成形梁12的入口台35与出口台39之间延伸的成形通道36（图6和图7）。如图1所示，成形梁12的加固部分29划分为沿着加固部分29分布的一系列加固台45（在所示实例中数量为八个，但是它们中的两个就可能足够）。如图6所示，每个加固台45包括：下室46，通过在成形通道36之下并通过面板9以流体密封方式底部封闭的下板25来获得；上室47，通过在面向下室46的位置中位于成形通道36之上并在顶部由盖子48封闭的封盖27来获得；以及两个竖直管道49，布置在成形通道36的相对侧处，以使下室46和上室47彼此连通。每个管道49的一半形成于下板25中且一半形成于封盖27中，并且在底部处在盲水平管道50内部扩展，该盲水平管道在下板25中获得并横向于供给方向7延伸且穿过紧靠槽38之下的下室46。每个管道49在顶部处在盲水平管道51内部扩展，该盲水平管道在封盖27中获得，横向于供给方向7延伸且穿过紧靠槽43之上的上室47，并在一端由盖子52封闭。管道50的中间部分53借助于在下板25中获得的径向管道54与安装穿过面板9的管状蒸汽入口接头55连通。中间部分53带有内部螺纹并限定进入下室46的蒸汽流的控制阀56的外壳，包括与中间部分53同轴并与其内部螺纹耦接的带螺纹滑块57，以沿着管道50在图6所示的在管道50和径向管道54之间的连通完全打开的提取位置与在管道50和径向管道54之间的连通完全封闭的前进位置（未示出）之间轴向移动。滑块57可借助于杆58从外部控制，该杆与管道50同轴，在管道50和下板25外部延伸，并借助于耦接件59可旋转且可轴向滑动地支承在板25外部，该耦接件与下板25耦接并设置有径向螺钉60，以相对于下板25本身阻挡杆58。杆58可手动地致动或者配备机械化（已知且未示出），以允许自动控制控制阀56的打开。如图3、图4和图6所示，下室46借助于半环形狭长切口61以及在竖直管道49之间的槽38的底部上并横向于供给方向7获得的恒定横向间隙与成形通道36连通；类似地，上室47借助于狭长切口62与成形通道36连通，狭长切口62与狭长切口61相同，在与轴线A和方向7成横向的平面上与狭长切口61共面并在竖直管道49之间的槽43的底部上获得。狭长切口61和62具有在毫米级范围内的宽度，并在0.3mm与0.9mm之间，优选地大约等于0.7mm。参考图1，每个管状入口接头55借助于相应管道63连接到收集器64，该收集器的入口连接到蒸汽产生单元（已知且未示出）。如图1所示，成形梁12的烘干部分30包括串联布置在供给方向7上的至少两个烘干台65。如图7所示，每个烘干台65包括：下室66，通过在成形通道36之下的下板25获得，在顶部与成形通道36连通，并在底部由面板9以流体密封方式封闭；上室67，由在一端由盖子68封闭的水平盲孔限定，并穿过封盖28获得，横向于供给方向7且在面向下室66的位置中位于成形通道36之上；以及多个管道69，延伸到上室67，以使上室67与成形通道36连通，因此，借助于成形通道36与下室66连通。上室67还借助于穿过封盖28、下板25和面板9安装的管状接头70与加压空气源71连通，而下室66与连接到真空泵73的抽吸收集器72连通。在使用中，机器1通过控制单元74调节，其中，该控制单元能够控制条带3的供给速度、控制阀56、供给到收集器64的蒸汽流量、温度和饱和度、以及真空泵73。机器1的一般操作不会不同于相同类型的已知机器的一般操作，不需要进一步说明。相反，需要特别说明的是，在机器1中，如何控制丝束带11沿着成形梁12的加固部分29暴露于蒸汽作用，同时考虑：-正如相同类型的任何已知机器，尽管采取所有预防措施以从供给到收集器64的蒸汽中排除水，但这个蒸汽总是为具有微小悬浮水滴的饱和蒸汽；-撞击丝束带11的蒸汽流量越大，渗透到丝束带11中的微小水滴数量越多；-渗透到丝束带11中的所有水滴在丝束带11内部产生湿气点（moisturepoint），需要相对较长的烘干时间来消除湿气点。在已知机器中，蒸汽通常借助于与喷嘴端接的供给管道供给到丝束带，该喷嘴相对于丝束带径向布置。因此，需要相对较大的蒸汽流量（即，带有显著的水滴传输）以及相对较长的蒸汽暴露时间和烘干时间（即，相对降低的丝束带前进速度），以允许蒸汽渗透丝束带的整个截面并烘干湿气点。在机器1中的每个加固台45中，狭长切口61和62作为整体限定一环形喷嘴，该环形喷嘴能够喷射环形蒸汽射流，供给蒸汽至少等于丝束带11的渗透时间的一半。由于上述环形喷嘴具有相对减小的通道间隙（0.3mm至0.9mm，优选地大约等于0.7mm）的事实，促进了效果的实现，其中，蒸汽流量均等，蒸汽的流出速度对应于通道间隙，因此获得相对高的渗透能力。此外，沿着成形梁12的加固部分29的蒸汽供给在多个加固台45之间被划分，因此，蒸汽流量，从而蒸汽传输微小水滴的能力大幅降低。最后，值得指出的是，在每个加固台处的蒸汽不是直接供给到上述环形喷嘴，而是通过蓄汽室（下室46和上室47）。这个蓄汽室的存在，结合上述环形喷嘴以及通过它的蒸汽流量的横向尺寸在所有情况下大幅减小的事实，导致在上述蓄汽室内部的大部分蒸汽保持处于基本上静止的条件下，只有这个蒸汽的位于上述环形喷嘴附近的部分经历突然加速，由于惯性，这种突然加速只涉及蒸汽的不饱和（较轻）部分，而不涉及可能悬浮在蒸汽中的微小水滴。最终结果是，实际上干燥蒸汽的“叶片”射流从上述环形喷嘴出来并激活硬化剂，但是以微不足道的方式浸渍丝束带11，因此，缩短了烘干时间，并使得丝束带11的前进速度可以几乎为可在与机器1相同类型的已知机器中检测到的前进速度的两倍。针对以上，值得指出的是，对机器1进行的许多测试已经表明，如果在几个加固台45（沿着成形梁12串联布置的最多八个加固台45）中划分蒸汽流量已经证明为趋于改良最终结果的附件特征（如果必要，只使用一部分加固台45可能就足够），那么上述环形喷嘴的存在、环形喷嘴的横向尺寸（狭长切口61和62的宽度）以及用于供给环形喷嘴的蓄汽室（室45和46）的存在已经证明为“关键”特征。例如，简单地消除蓄汽室和/或使用相对于所指示变化范围（0.3mm-0.9mm）仅十分之一或者十分之二宽度的狭长切口61和62，导致不能再实现预定结果。如图2所示，与气动装置10耦接的内成形装置，所述内成形装置只有在生产轴向孔无纸过滤嘴的情况下存在，同时，很明显，如果生产完全无纸过滤嘴，那么不存在内成形装置。内成形装置由心轴75限定，该心轴的直径等于待获得轴向孔的直径，基本上为“Ω”形，并包括彼此同轴且与轴线A同轴的两个端部76和77以及凹部朝下的弯曲中间部分78。端部76被支承在孔79内部，该孔通过管道13的支承托架15的支脚与轴线A同轴地获得；利用径向间隙，端部77接合入口部分，该入口部分通常限于成形通道36的前两个或者三个加固台45；而中间位置78包括：上升段80，通过布置在从管道13出来的丝束带11之后的路径上，该上升长度接合到端部76并通过特定狭长切口穿所述入管道13中；中间段81，与轴线A平行并布置在漏斗19内部；以及下降段82，布置在漏斗19内部并将中间段81接合到端部77。在使用中，通过首先与上升段80接触，然后与中间段81接触，浸渍且塑性变形的丝束带11变形为U形，其中凹部朝下，横跨心轴75。当丝束带11到达下降段82时，由于丝束带11在开口20处经历的气动压缩效应，所述U形的两个臂部在心轴75之下接合在一起。丝束带11在成形通道36的入口处再次采取其原始形状，优选地包封（envelope）心轴75的端部77。如果由心轴75限定的内成形装置存在，因为存在可能性，即，在端部77下游致动任何一个加固台45的情况下，通过丝束带11制作的轴向孔关闭，所以优选地只致动由端部77横跨的加固台45。根据未公开的不同变型，条带3被轴向切割成两个半部条带，每个半部条带被供给到相应的气动入口装置10以生产半部丝束带。这两个气动入口装置10相对于彼此倾斜布置，一个朝着另一个并朝着入口台35会聚（converge），并且这两个气动入口装置一个布置在心轴或者直核心上且另一个布置在心轴或者直核心下，所述心轴或者直核心与轴线A同轴，渗透到成形通道36中预定长度，并布置在两个半部丝束带之间，两个半部丝束带通过输送带22变形，以形成围绕上述心轴完全卷绕的管状丝束带11。在上述未公开的变型中，与使用两个分开的较小的条带相比，半部切割条带3是有利的，这是因为这涉及使用单个入口单元2；此外，使用直心轴制造管状丝束带11允许管状丝束带围绕极其容易给予心轴的轴线A交替轴向运动和/或旋转运动，这旨在防止丝束带11粘附到心轴。