专利名称：卷烟滤棒成型方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及烟草制造领域，特别涉及一种卷烟滤棒的成型方法和成型设备。
背景技术：
为了对卷烟烟气中的某些有害物质(如烟碱、焦油)进行过滤，目前绝大部分卷烟 上均设有滤棒。滤棒是滤棒成型机进行生产的，如德国Hauni公司生产的KDF2滤棒成型机， 该机器通常由丝束预处理段(AF)和滤棒成型段(KDF)两部分组成，醋酸纤维丝束来料时是 经过压缩打包的连续纤维丝束，纤维丝束被连续送入机器，丝束预处理将醋酸纤维丝束开 松展开成为比较松散的较宽的纤维带，并喷洒上增塑剂，由滤棒成型段将经过开松上胶纤 维带经过锥形喇叭口收拢装置收拢成条包，包上成型纸制成连续的过滤滤棒。然后经过旋 转切刀分切到特定长度规格，成型好的醋酸纤维在增塑剂的作用下定型固化，成为形状稳 定的过滤滤棒。卷烟制造工艺发展的一个重要方向，是研究如何降低燃吸卷烟时产生的有害物质 对人体的危害，目前常用的一种办法是通过施加活性炭颗粒、分子筛颗粒等具不同吸附作 用和功能的颗粒添加剂到滤棒内部，以实现滤棒对有害物质过滤效果的改进。另外为了让 吸烟者获得不同的消费体验，通常会在滤棒内部添加含花香、薄荷香等液体香精的微型胶 囊颗粒，从而可给吸烟者提供香氛味道和感官效果的改变。生产含颗粒添加剂的特种功能 滤棒通常利用现有单醋酸纤维过滤滤棒的设备，增加专用的颗粒添加剂装置来实现的，现 有技术普遍地将颗粒添加剂装置安排在丝束预处理段和滤棒成型段之间，将颗粒添加剂释 放到连续输送的纤维带上，滤棒成型部分收拢后将可添加剂紧紧包裹固定在其内部，这样 就可实现添加剂的添加。公开号W02006/059134,名称Tobaccosmoke filter production (烟草烟雾 过滤嘴的生产)，Filtrona international limited, Milton Keyence , UK,(菲尔创纳国 际公司，英国米尔顿凯恩斯)，公开了一种颗粒状添加剂过滤滤棒的生产方法，其通过一个 阀间断地将颗粒添加剂供给到一个脉冲气动喷射导管(pneumatic injector conduit)中， 阀反复地打开和关闭，以脉冲方式让喷射导管进料和喷射，将颗粒状添加剂侧向喷射到向 前传送的收集的滤材中心。该生产方法采用脉冲气流将颗粒添加剂喷射到过滤材料中，脉 冲气流是间断的，两次喷射之间需要占空时间，难以进行高速生产；脉冲气流呈周期型强弱 变化，会影响颗粒添加剂成型时的稳定性。公开号W02006/067629,名称Compoundfilter rod making apparatus and process (复合过滤嘴条的制造装置和方法)，Philip Morris products S. A. , Neuchatel, CH (菲利普莫里斯生产公司，瑞士纳沙泰尔)，公开了一种连续制造复合过滤嘴条的装置，其 采用一个旋转多室轮(pocket wheel)，该轮具有多个间隔的室，采用施加到旋转轮上的真 空源将过滤介质(颗粒添加剂)从过滤介质供应器吸入到室中；旋转轮上旋转到旋转到传送 口，释放真空，通过压缩空气施加到室的通气“底部”(a perforated pocket “bottom”)将 过滤介质传送到成型连续滤棒中心，实现颗粒添加剂的施放。该设备采用真空吸入进料，颗粒添加剂容易堵塞真空系统导致缺料，并且高速运行时进料可靠性降低，造成缺料；采用 密封面配合来构成压カ系统密封会提高机械加工难度，而且颗粒添加剂接触直接密封面， 容易造成压カ密封失效。再有上述两种滤棒成型设备有ー个共同的缺点，就是在滤棒成型过程中一般只能 添加一种类型的颗粒添加剤，因此生产加工出来的滤棒内一般只含有一种颗粒添加剤,这 样就会使卷烟滤棒的功能受到限制。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供ー种进料输送平稳、可靠，可实现 高速生产且可在生产过程中同时添加多种颗粒添加剂的滤棒成型方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案ー种卷烟滤棒成型方法，在卷烟过滤材料连续向前输送趋向棒状收拢的过程中， 有多种颗粒状添加剂分别按一定的时间间隔连续不断的输出，并在连续输送气流的作用下 喷射到向前收拢的卷烟过滤材料中，使卷烟过滤材料收拢成连续的滤棒后，在滤棒的轴向 嵌有多组由不同颗粒添加剂单元形成的添加剂单元组合，所述添加剂单元组合均匀、间隔 分布。优选的，所述颗粒状添加剂输出的和时间间隔根据滤棒的配方设定。优选的，所述连续输送气流由压缩空气通过在管道内连续送压的方法提供。优选的，在连续的滤棒被分切成特定长度规格的滤棒后，每个特定长度规格的滤 棒内均含有ー组添加剂单元组合。本发明还公开了ー种实现上述方法使滤棒成型的设备，其具体技术方案如下ー种卷烟滤棒成型设备，包括用于收拢卷烟过滤材料丝束的收拢机构和用于分切 滤棒的旋转切刀，所述收拢机构与ー添加剂汇流主管连接，所述添加剂汇流主管的一端连 接压缩空气气源，所述添加剂汇流主管的一端与收拢机构要收拢的卷烟过滤材料丝束的位 置相対，所述添加剂汇流主管设有至少ー个添加剂汇流歧管，每个所述添加剂汇流歧管各 与ー剂量分配单元连接，所述剂量分配単元通过所述添加剂汇流歧管一定的时间间隔连续 不断的向所述添加剂汇流主管中输出颗粒状添加剂。优选的，所述添加剂汇流主管设有多个添加剂汇流歧管。优选的，所述剂量分配単元包括进料挡板、分配环、出料挡板，所述进料挡板、分配 环、出料挡板依次两两平行同心布置，所述进料挡板上设有进料通孔，所述出料挡板上设有 出料通孔，所述进料通孔通过一压カ喂料管与气动喂料装置连接，所述出料通孔与所述添 加剂汇流歧管连接，所述进料挡板上还设有一个与压缩空气气源连接的喷嘴，所述喷嘴的 位置与所述出料挡板上出料通孔的位置相对应，所述分配环的圆周上设有至少ー个添加剂 分配通孔，所述分配环与同步驱动机构连接，所述同步驱动机构可带动所述分配环旋转，所 述分配环旋转时，所述出料通孔或进料通孔可与所述添加剂分配通孔连通。优选的，其还包括用于检测所述旋转切刀角速度的角速度传感器和用于检测成型 连续滤棒移动速度的速度传感器，所述角速度传感器、速度传感器与ー控制器连接，所述控 制器与每个剂量分配単元的同步驱动机构连接，所述控制器可通过所述同步驱动机构控制 所述分配环的旋转速度。
优选的，所述分配环与所述进料挡板、出料挡板之间形成有间隙，所述间隙的宽度 小于要输送的颗粒添加剂的最小颗粒直径。优选的，所述间隙的宽度为0. Olmm-lmm。优选的，所述间隙的宽度为0. 05mm-0. 2mm。优选的，所述间隙的宽度为0. 1mm。优选的，所述分配环的厚度及分配通孔孔径所确定的容积等于或略大于相应剂量 分配单元所要输送颗粒添加剂的最小单位体积剂量。优选的，所述添加剂汇流歧管入口中心线和所述添加剂汇流主管中气流运动方向 中心线相交的夹角为锐角。优选的，与所述添加剂汇流主管的一端连接压缩空气气源上设有节流阀。该卷烟滤棒成型方法和设备可实现含有多种颗粒添加剂的滤棒一次成型，而且还 可实现多种颗粒添加剂沿滤棒轴向方式的任意组合排列，可实现各种颗粒添加剂的剂量位 置和间距的任意调整和变化，这样就可根据生产需要，在不改变生产设备硬件的前提下生 产出各种具有不同添加剂单元组合的新型滤棒，丰富滤棒的种类和功能，使吸烟者获得更 多的消费体验，并且可使生产工艺简化，降低生产成本。同时该卷烟滤棒成型方法和设备采 用稳定的连续输送气流输送颗粒添加剂，可提高颗粒添加剂进料剂量的准确性和均匀性， 进而提闻滤棒的质量，并可实现滤棒的闻速生广，提闻生广效率。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图对本专利进行详 细说明。
图1为本发明实施例的整体结构示意图。图2为本发明实施例剂量分配单元的结构示意图。图3为本发明实施例的立体结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细介绍。如图1、2、3所示，该卷烟滤棒成型设备包括用于收拢卷烟过滤材料丝束的收拢 机构1和用于分切滤棒的旋转切刀2，旋转切刀2位于收拢机构1出料端的一侧。收拢机构 1还与一添加剂汇流主管3连接，添加剂汇流主管3的一端连接压缩空气气源，其另一端开 口与收拢机构1要收拢的卷烟过滤材料丝束的位置相对。添加剂汇流主管3设有至少一个 添加剂汇流歧管4，优选的是设有多个，如图3所示的卷烟滤棒成型设备中设有四个添加剂 汇流歧管4，添加剂汇流歧管4的入口中心线和添加剂汇流主管3中气流运动方向中心线相 交的夹角为锐角，每个添加剂汇流歧管4均与一剂量分配单元5连接。剂量分配单元5包括进料挡板51、分配环52和出料挡板53，分配环52位于进料 挡板51和出料挡板53之间，进料挡板51、分配环52、出料挡板53依次两两平行同心布置。 进料挡板51上设有进料通孔55，进料通孔55通过一压力喂料管59与气动喂料装置连接， 气动喂料装置可通过压缩空气连续向进料通孔55内输出颗粒状添加剂。出料挡板53上设有出料通孔56，出料通孔56与添加剂汇流歧管4连接，进料挡板51上还设有一个与压缩空 气气源连接的喷嘴57，喷嘴57的位置与出料挡板53上出料通孔56的位置相对应。分配环52的圆周上设有至少一个添加剂分配通孔58，分配环52与一同步驱动机 构54连接，同步驱动机构54可带动分配环52旋转，当分配环旋转时，出料通孔56或进料通 孔55可与分配环52上添加剂分配通孔58连通。分配环52的厚度及分配通孔58的孔径所 确定的容积应等于或略大于相应剂量分配单元所要输送颗粒添加剂的最小单位体积剂量。 分配环52与进料挡板51、出料挡板53之间形成有间隙，间隙的宽度应小于要输送的颗粒添 加剂的最小颗粒直径，间隙的宽度一般为0. Olmm-lmm,优选的间隙宽度为0. 05mm-0. 2mm, 更优选的间隙宽度为0. 1mm。该卷烟滤棒成型设备还包括在旋转切刀2处设置的检测旋转切刀角速度的角速 度传感器，及在收拢机构1上设置的检测成型连续滤棒移动速度的速度传感器，该角速度 传感器、速度传感器与一控制器连接，控制器分别每个剂量分配单元5上的同步驱动机构 54连接，控制器可通过控制同步驱动机构54内的电机转速来控制相应分配环52转速。如图2所示，该剂量分配单元5在工作时，首先气动喂料装置中的颗粒添加剂在气 体压力作用下通过压力喂料管59进入进料挡板51的进料通孔55内，随着分配环52的旋 转，当分配环52上的分配通孔58与进料通孔55连通时，在气体压力作用下，进料通孔55内 的颗粒添加剂将进入到分配通孔58内，分配通孔58内的颗粒添加剂随着分配环52旋转， 当分配通孔58旋转至与出料挡板53上的出料通孔56连通时，喷嘴57吹出的压缩空气将 分配通孔58内的颗粒添加剂吹到出料通孔56内，最后在气体压力作用下从出料通孔56内 输出并经添加剂汇流歧管4到进入添加剂汇流主管3中。由上述描述可知，剂量分配单元 5输出颗粒添加剂是间断性的，间隔的时间可通过控制分配环52的转速进行确定。该卷烟滤棒成型设备在使用时，首先根据配方要求确定滤棒内的添加剂单元组 合，即该滤棒内含有哪几种颗粒添加剂单元，以及各颗粒添加剂单元的排列组合方式、位置 关系等，然后根据旋转切刀2的旋转角速度、成型连续滤棒的移动速度等参数确定各种颗 粒添加剂的输出时间间隔，并通过控制器控制相应分配环的转速。在工作过程中，各剂量分 配单元5按设定的时间间隔输出一定剂量的颗粒添加剂，输出的颗粒添加剂通过各自的添 加剂汇流歧管4到进入添加剂汇流主管3中进行汇流，添加剂汇流主管3的一端与压缩空 气气源连接，压缩空气气源可给添加剂汇流主管3提供连续的输送气流，在连续气流的作 用下汇流在添加剂汇流主管3内各种颗粒添加剂将被喷射到收拢机构1内的卷烟过滤材料 中，含有颗粒添加剂的卷烟过滤材料经收拢机构1最终形成成型的连续滤棒，喷射到卷烟 过滤材料中的各种颗粒添加剂形成各种颗粒添加剂单元。在连续输送气流的作用下，各颗 粒添加剂会根据其输出时间，顺序的喷射到卷烟过滤材料中，因此只需控制各种颗粒添加 剂的输出时间就可控制其在滤棒中的位置关系及数量。在实际控制过程中，可通过检测旋转切刀角速度确定旋转切刀的分切周期，控制 在一个分切周期内分配环52上分配通孔58与出料通孔56的连通次数，就可相应控制每段 滤棒中各颗粒添加剂单元的数量。根据检测连续成型滤棒的移动速度及旋转切刀的位置， 控制分配通孔58与出料通孔56的连通时间点，就可相应控制各颗粒添加剂单元距滤棒切 口端部的距离以及各颗粒添加剂单元相互之间的距离。上述连通次数、连通的时间点的控 制均可通过控制器控制分配环52的转速实现。
上述颗粒添加剂可以为粉末状颗粒添加剂、球状颗粒添加剂及各种液体微型胶 囊，对于球状颗粒添加剂、液体微型胶囊而言其在滤棒内形成的颗粒添加剂单元一般为单 个的整体结构，而对于粉末状颗粒添加剂而言其在滤棒内形成的颗粒添加剂单元一般为粉 末状颗粒添加剂连续分布的一定区域，由于在喷射过程中开始和结束时粉末状颗粒添加剂 的流量较小，中间过程流量较大，因此粉末状颗粒添加剂形成的区域一般为椭球体状。对于 粉末状颗粒添加剂而言，可在与添加剂汇流主管3连接的压缩空气气源上设置一节流阀7， 通过节流阀调节添加剂汇流主管3内连续输送气流的流速，通过控制连续输送气流流速可 控制粉末状颗粒添加剂分布区域的宽度，输送气流的流速与粉末状颗粒添加剂分布区域的 宽度成反比，即输送气流的流速降低，粉末状颗粒添加剂分布区域的宽度变大；输送气流的 流速升高，粉末状颗粒添加剂分布区域的宽度变小。因此对于粉末状颗粒添加剂形成的颗 粒添加剂单元，该成型设备还可以改变其形状。收拢机构I形成的成型连续滤棒中含有多组添加剂单元组合，添加剂单元组合应 均匀、间隔分布。成型连续滤棒经旋转切刀2分切成特定长度规格的分段滤棒后，每个分段 滤棒内应含有一组添加剂单元组合，组添加剂单元组合由多种不同颗粒添加剂单元形成， 各种颗粒添加剂单元的类型、排列方式、位置关系由所要生产滤棒的配方确定。如图I中滤棒所示，滤棒6内的添加剂单元组合包括三组均匀间隔分布的粉末状 颗粒添加剂单元和球状颗粒添加剂单元，球状颗粒添加剂单元包裹在粉末状颗粒添加剂单 元内。在生产过程中，只需控制粉末状颗粒添加剂、球状颗粒添加剂输出的时间和时间间隔 (即相应剂量分配单元5中分配环52的旋转速度)就可使球状颗粒添加剂单元包裹在粉末 状颗粒添加剂单元中。从上述描述可知，该卷烟滤棒成型方法和设备可实现含有多种颗粒添加剂的滤棒 一次成型，而且还可实现多种颗粒添加剂沿滤棒轴向方式的任意组合排列，可实现各种颗 粒添加剂的剂量位置和间距的任意调整和变化，这样就可根据生产需要，在不改变生产设 备硬件的前提下生产出各种具有不同添加剂单元组合的新型滤棒，丰富滤棒的种类和功 能，使吸烟者获得更多的消费体验，并且可使生产工艺简化，降低生产成本。同时该卷烟滤 棒成型方法和设备采用稳定的连续输送气流输送颗粒添加剂，可提高颗粒添加剂进料剂量 的准确性和均勻性，进而提闻滤棒的质量，并可实现滤棒的闻速生广，提闻生广效率。以上对本发明实施例所提供的一种卷烟滤棒成型方法和设备进行了详细介绍，对 于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会 有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所 做的任何改变都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种卷烟滤棒成型方法,其特征在于在卷烟过滤材料连续向前输送趋向棒状收拢的过程中，有多种颗粒状添加剂分别按一定的时间间隔连续不断的输出，并在连续输送气流的作用下喷射到向前收拢的卷烟过滤材料中，使卷烟过滤材料收拢成连续的滤棒后，在滤棒的轴向嵌有多组由不同颗粒添加剂单元形成的添加剂单元组合，所述添加剂单元组合均匀、间隔分布。
2.根据权利要求I所述的卷烟滤棒成型方法，其特征在于所述颗粒状添加剂输出的和时间间隔根据滤棒的配方设定。
3.根据权利要求I所述的卷烟滤棒成型方法，其特征在于所述连续输送气流由压缩空气通过在管道内连续送压的方法提供。
4.根据权利要求I所述的卷烟滤棒成型方法，其特征在于在连续的滤棒被分切成特定长度规格的滤棒后，每个特定长度规格的滤棒内均含有一组添加剂单元组合。
5.一种卷烟滤棒成型设备，包括用于收拢卷烟过滤材料丝束的收拢机构和用于分切滤棒的旋转切刀，其特征在于所述收拢机构与一添加剂汇流主管连接，所述添加剂汇流主管的一端连接压缩空气气源，所述添加剂汇流主管的一端与收拢机构要收拢的卷烟过滤材料丝束的位置相对，所述添加剂汇流主管设有至少一个添加剂汇流歧管，每个所述添加剂汇流歧管各与一剂量分配单元连接，所述剂量分配单元通过所述添加剂汇流歧管按一定的时间间隔连续不断的向所述添加剂汇流主管中输出颗粒状添加剂。
6.根据权利要求5所述的卷烟滤棒成型设备，其特征在于所述添加剂汇流主管设有多个添加剂汇流歧管。
7.根据权利要求5所述的卷烟滤棒成型设备，其特征在于所述剂量分配单元包括进料挡板、出料挡板和分配环，所述进料挡板、分配环、出料挡板依次两两平行同心布置，所述进料挡板上设有进料通孔，所述出料挡板上设有出料通孔，所述进料通孔通过一压力喂料管与气动喂料装置连接，所述出料通孔与所述添加剂汇流歧管连接，所述进料挡板上还设有一个与压缩空气气源连接的喷嘴，所述喷嘴的位置与所述出料挡板上出料通孔的位置相对应，所述分配环的圆周上设有至少一个添加剂分配通孔，所述分配环与同步驱动机构连接，所述同步驱动机构可带动所述分配环旋转，所述分配环旋转时，所述出料通孔或进料通孔可与所述添加剂分配通孔连通。
8.根据权利要求7所述的卷烟滤棒成型设备，其特征在于其还包括用于检测所述旋转切刀角速度的角速度传感器和用于检测成型连续滤棒移动速度的速度传感器，所述角速度传感器、速度传感器与一控制器连接，所述控制器与每个剂量分配单元的同步驱动机构连接，所述控制器可通过所述同步驱动机构控制所述分配环的旋转速度。
9.根据权利要求7所述的卷烟滤棒成型设备，其特征在于所述分配环与所述进料挡板、出料挡板之间形成有间隙，所述间隙的宽度小于要输送的颗粒添加剂的最小颗粒直径。
10.根据权利要求9所述的卷烟滤棒成型设备，其特征在于所述间隙的宽度为.0.Olmm-Imm0
11.根据权利要求10所述的卷烟滤棒成型设备，其特征在于所述间隙的宽度为.0.05mm-0. 2mm。
12.根据权利要求11所述的卷烟滤棒成型设备，其特征在于所述间隙的宽度为.0. Imm0
13.根据权利要求7所述的卷烟滤棒成型设备，其特征在于所述分配环的厚度及分配通孔孔径所确定的容积等于或略大于相应剂量分配单元所要输送颗粒添加剂的最小单位体积剂量。
14.根据权利要求5所述的卷烟滤棒成型设备，其特征在于所述添加剂汇流歧管入口中心线和所述添加剂汇流主管中气流运动方向中心线相交的夹角为锐角。
15.根据权利要求5所述的卷烟滤棒成型设备，其特征在于与所述添加剂汇流主管的一端连接压缩空气气源上设有节流阀。
全文摘要
本发明公开了一种卷烟滤棒成型方法和设备，其方法为在卷烟过滤材料连续向前输送趋向棒状收拢的过程中，有多种颗粒状添加剂分别按一定的时间间隔连续不断的输出，并在连续输送气流的作用下喷射到向前收拢的卷烟过滤材料中，使卷烟过滤材料收拢成连续的滤棒后，在滤棒的轴向嵌有多组由不同颗粒添加剂单元形成的添加剂单元组合。该卷烟滤棒成型方法和设备可实现含有多种颗粒添加剂的滤棒一次成型，而且还可实现多种颗粒添加剂沿滤棒轴向方式的任意组合排列，可实现各种颗粒添加剂的剂量位置和间距的任意调整和变化，可丰富滤棒的种类和功能，使吸烟者获得更多的消费体验，并且可使生产工艺简化，降低生产成本。
文档编号A24D3/02GK102657379SQ201210149000
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月14日 优先权日2012年5月14日
发明者侯明, 斯勇, 汪旭, 童亿刚 申请人:上海帕夫曼自动化仪器有限公司, 上海烟草集团有限责任公司