专利名称：制烟机中压缩和模制填料流的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制烟机中的装置，用于在填料流卷入包装纸之前压缩和模制碎烟草或填料流。
在制烟机中，吸带抽吸或吸引碎烟草而使其呈层状，从而在吸带上形成填料流，并随后向一个方向输送填料流。填料流被从吸带上剥离而后转移到包装纸上，并随后与包装纸一起通过压缩-模制通道。在通过压缩-模制通道的过程中，填料流被压缩和模制成预定形状。此后，填料流卷在包装纸中，随之连续地形成烟棒。在压缩-模制通道中，为了随后在包装纸中卷入填料流，即为了稳定地形成烟草棒，对填料流进行压缩和模制是很重要的。
所形成的烟草棒被切成具有预定长度的单根烟棒。单根烟棒的长度是带过滤嘴的烟草部的两倍。当烟棒加上过滤嘴后，一根烟棒就形成了两根带过滤嘴的香烟。
如日本实用新型62-33588(27-8-1987)所示，上述压缩-模制通道在引导包装纸流的成型架和所谓的挡块之间形成。挡块具有一舌片，用于在其远边将填料流从吸带上剥离。
挡块为固定件。因此，在填料流通过模制-模制通道时，挡块对于填料流来说是很大的阻力。因此，填料流中的碎烟草很容意被挡块破碎，并进而使填料流通过压缩-模制通道时的速度产生波动。上述碎烟草破碎且填料流的速度波动成为相对于填料流中碎烟草的填充密度不规则地产生硬点和软点的因素。具体地说，硬点是填充密度高于标准值的部位，而软点是填充密度低于标准值的部位。
填料流中的硬点引起压缩-模制通道中填料流的堵塞，且成为使制烟机停机的一个因素。制烟机中，在制造新牌号的香烟或不同牌号香烟的烟草棒时经常会有上述填料流堵塞的趋势。
另一方面，在切断烟草棒而形成烟卷时，在烟卷的切断端可能会存在填料流的软点。在这种情况下，碎烟草很容意从烟草棒的切断端和带过滤嘴的香烟的切断端脱落。
本发明的目的在于提供一种填料流的压缩-模制装置，可以防止填料流在压缩-模制通道中堵塞，并能使填充在烟草棒中的碎烟草形成均匀的填充密度。
上述目的通过本发明的压缩-模制装置来实现。该压缩-模制装置包括形成用于通过填料流的压缩-模制通道的一部分的模制表面和用于振动该模制表面的振动装置。
当填料流通过压缩-模制通道时，模制表面处于振动状态。模制表面的振动大大降低了模制表面和填料流之间的动摩擦系数，从而使填料流在顺畅地通过压缩-模制通道的同时被压缩和模制。因此，可以大大地限制压缩-模制通道中碎烟草的破碎和填料流的速度波动，从而有效地避免产生硬点和软点。因此，可以避免填料流在压缩和模制通道中产生堵塞，故提高了制烟机的生产率。此外还可以提高烟草棒的质量，即制烟机生产的烟卷的质量。
振动装置包括超声波振动系统。该系统包括具有振动表面的超声波振动器和由振动器振动表面产生的振动在其中传播的扬声器。扬声器具有模制表面。当超声波使模制表面振动时，模制表面的振幅受到的限制很小。因此，即使填料流的速度很高，模制表面对填料流通道也不会产生太大的阻力。
超声波产生的模制表面的振动方向可以是与压缩-模制通道的轴或轴向相交的任意方向。
当模制表面振动到与压缩-模制通道的轴相交的方向时，通过下列公式可以得出超声波振动器的振动表面和模制表面之间的距离L1L1=n*(λ/2)其中λ为超声波振动器产生的振动波长，n为整数。
在这种情况下，模制表面位于超声波振动的波腹，并能以最大的振幅振动。
当模制表面振动到压缩-模制通道的轴向时，从填料流的通过方向看时，通过下列公式可分别得出超声波振动器的振动表面和模制表面的下游端之间的距离L2，超声波振动器的振动表面和模制表面的上游端之间的距离L3L2=λ/4+i*(λ/2)L3=λ/4+j*(λ/2)其中i和j都为整数，且j＞i。
在这种情况下，模制表面的下游端作为超声波振动的节点。因此，模制表面赋予与模制表面的下游侧部接触的碎烟草朝向模制表面下游端的流动性。这种碎烟草的流动性可以有效地避免填料流在压缩-模制通道内堵塞。
同时，如果模制表面的上游端的位置设定为L3，模制表面的上游端可以形成刮刀刃，用于将填料流从吸带上剥离。在这种情况下，模制表面的上游端作为节点，因此，模制表面的振动不会影响吸带。
通过下面的详细描述可以明了本发明进一步的应用范围。然而，应当理解详细说明和作为本发明优选实施例的实例只是示例性的，本领域的普通技术人员根据详细的说明即可明白在本发明的精神范围内的各种变形和修改。
通过下面的详细说明和附图将更清楚本发明，其中说明和附图只是示例性的，而不是对本发明的限制，其中
图1为本发明第一实施例的压缩-模制装置的示意图；图2为图1中压缩-模制通道的剖视图；图3为应用于图1中装置的超声波振动系统和振动模式的示意图；图4为本发明第二实施例的压缩-模制装置的示意图；图5为本发明第三实施例的压缩-模制装置的示意图。
参照图1，制烟机包括环形吸带2。吸带2在主动轮4和从动轮(未示出)之间延伸并环绕这些皮带轮。随着主动轮4的旋转，吸带2以预定的速度朝图1中的箭头A的方向运行。吸带2的下表面为抽吸表面。抽吸表面正好在通风筒(未示出)的开口上通过。通风筒向吸带2的表面吸送碎烟草。随后，吸带2抽吸和吸引吹送呈层状的碎烟草，从而形成碎烟草层，即填料流SF。填料流SF与吸带2一起向箭头A的方向运行。
制烟机还包括环形附属带6。附属带6由驱动滚筒(未示出)和多个导向轮8引导而具有水平延伸部分。附属带6的水平部分由驱动力轮4的下部区域延伸到填料流SF的运行方向。此外，附属带6的水平部分置于制烟机的成型架(见图2)上，并随着主动滚轮的转动而以预定的速度向着图1中的箭头B的方向运行。主动滚筒与制烟机的主轴相连。
附属带6的水平部分的上表面装有包装纸P。包装纸P由辊子(未示出)输送到附属带6的水平部分的前端，并随后与附属带6一起运行。
如图1所示，填料流SF在到达主动轮4之前先经过一对修整盘10。这些修整盘设置在吸带2之下并相互配合从而调整填料流的厚度。因此，吸带2向附属带6上的包装纸P供应修整后的填料流SF。
上述成型架在其上部设有第一实施例的压缩-模制装置，棒成型器14和16，以及加热器18。这些装置沿着附属带6的运行方向相互邻接而依次设置。
压缩-模制装置12包括挡块20和舌片22。挡块20固定在制烟机的框架上，并具有与吸带2的主动轮4相邻的远端。挡块20的远端起到刮刀刃的作用，将填料流SF从吸带2上剥离。另一方面，舌片22由挡块20的后端延伸到附属带6的运行方向。此外，舌片22在引导填料流SF的同时压缩和模制由挡块20剥离的填料流SF，即舌片22与成型架26上的模制槽27配合而形成压缩-模制通道。下面将描述模制槽27。
具体地说，舌片22在其下表面具有模制表面24。模制表面最好相对于挡块20的下表面平滑地延伸。模制表面24在横截面呈弧形。此外，模制表面24的弧形曲率由压缩-模制通道的入口向着其出口逐渐增大。在压缩-模制通道的出口，模制表面24的横截面呈大致半圆形。由图1可看出，模制表面24朝着附属带6的运行方向向下倾斜，压缩-模制通道的出口高度低于其出口高度。
同时，如图2所示，成型架26的模制槽27的横截面呈弧形并延伸到附属带6的方向。模制槽27在引导附属带6运行的同时将附属带6和包装纸P一起弯成U形。模制槽27的曲率即深度从附属带6水平部分的前端向着压缩-模制通道的出口逐渐增大。在压缩-模制通道的出口，模制槽27的横截面呈大致半圆形。
当填料流SF通过压缩-模制通道时，填料流SF被引向舌片22的模制表面，并由模制表面24从其顶部压缩。具体地说，填料流SF的上半部分在其宽度上逐渐变窄，最终其截面呈半圆形。此时，包装纸P由于成型架26的模制槽而与附属带6一起逐渐弯曲。即，在被弯成U形的过程中，包装纸P从下部压缩和模制填料流SF的下半部分。因此，在填料流经过压缩-模制通道时，填料流SF的横截面呈大致半圆形。
此后，当填料流SF与包装纸P一起依次通过棒成型器14和16时，上游侧的棒成型器14使U形包装纸P的一侧部弯曲而使一侧部盖住填料流SF的上半部的一部分。此时，通过胶水涂覆器(未示出)将胶水涂覆在U形包装纸P另一侧部的边缘。类似地，下游侧的棒成型器16使U形包装纸P的另一侧部弯曲而使另一侧部盖住填料流SF上半部的剩余部分，随后两侧部重叠而相互粘在一起。此时，填料流SF被完全卷在包装纸P中而形成烟草棒RT。烟草棒RT由成型器16连续地进给。
此后，当烟草棒RT通过加热器18时，包装纸P的粘接部分干燥，烟草棒RT随之供给切割段(未示出)。在切割段，烟草棒RT被切割成具有预定长度的单根烟卷。
上述压缩-模制装置12还包括超声波振动系统。该系统采用舌片22作为扬声器。更具体地说，舌片22通过放大器28与振动器30相连，这些元件依次垂直设置。振动器30包括压电半导体，并与振荡器32电连接。此外，振动器30的节点34由O形圈支持。
放大器28使振动器30的振动表面31产生的振动放大，并将放大的振动传递给舌片22。即放大器28具有节点36，从节点36开始上部的质量比节点以下的下部的质量大。
假定振动器30的振动表面31产生的振动波长用λ表示，从振动表面31到扬声器22的模制表面24中心的振动传播距离，即图3所示的距离L1，由下列公式得出L1=n*(λ/2)其中，n为整数。
当L1以上述方式设定时，如图3所示，模制表面24可以以最大振幅振动。当放大器28置于振动器30和扬声器22之间时，振动器30的振动波长λ用振动器30的上端和放大器28的节点36之间的距离表示。
如上所述，当舌片22作为超声波振动系统的扬声器时，模制表面24垂直振动，随后周期性地与压缩-模制通道中的填料流接触。即，模制表面24和填料流SF之间的动摩擦系数大大降低，因此，舌片22对于填料流SF来说并不会产生很大的阻力。因而可以大大降低填料流SF中碎烟草的破碎及压缩-模制通道中填料流SF的速度波动，故能避免上述硬点和软点的产生。
因此，填料流SF不会在压缩-模制通道中产生堵塞，从而提高制烟机的生产率。此外，碎烟草在烟草棒RT中的填充密度变得均匀从而提高了烟草棒的质量。
采用包括上述压缩-模制装置12的制烟机分别制造不同牌号的烟卷棒X、Y、Z。对于不同牌号烟卷的制造，机器的生产率、烟卷的重量变化即标准重量偏差在下表中示出。此外，在表中，还示出了传统制烟机的生产率及采用传统制烟机生产的烟卷重量的标准重量偏差。传统制烟机包括具有固定式舌片的压缩-模制装置。
表<
>此时，制烟机的生产率用下列公式示出生产率=((生产时间-停机时间)/生产时间)×100此外，振动器30产生的超声波的频率为20KHz，模制表面24的振幅为15μm。
此外，烟卷重量的标准偏差作为指示填充到烟卷中的碎烟草的填充密度的粗糙度和致密性的参数。
如上表所示，在对超声波振动式舌片和上述固定式舌片进行对比时，可以发现以下事实在具有超声波振动式舌片22的制烟机中，生产率得到提高，且烟卷重量的标准偏差减小。这意味着舌片即模制表面24的振动大大地减小了压缩-模制通道的阻力。
此外，即使振动器30产生的超声波的频率范围为10到40KHz，模制表面24的振幅为5-50μm，也可得到与上表所示相同的结果。
接着，参照图4和图5描述第二和第三实施例中的压缩-模制装置12。在说明第二和第三实施例的压缩-模制装置12时，相似的标号表示与上述第一实施例中功能相同的零件和部分，并省略其具体细节。
如图4所示，第二实施例的压缩-模制装置12包括舌片38。舌片38与挡块40整体模制。此时，模制表面42形成舌片38和挡块40的下表面。具有挡块40的舌片38作为超声波振动系统的扬声器并一体地振动。舌片38可以降低压缩-模制通道的阻力，类似上述舌片22。
如图5所示，第三实施例的压缩-模制装置12包括超声波振动系统，其水平地设置。具体地说，振动器30、放大器28和作为扬声器的舌片38构成超声波振动系统并依次水平地相连。此时，当从填料流SF的通过方向看时，振动器30的振动表面31和舌片38的下游端(模制表面42的后端)之间的距离L2，及振动器30的振动表面31和挡块40的上游端(模制表面42的后端)之间的距离L3通过下式得出L2=λ/4+i*(λ/2)L3=λ/4+j*(λ/2)其中，i和j都为整数，且j＞i。
在图5的压缩-模制装置中，舌片38和挡块40的模制表面42水平振动。如上所述，即使模制表面42不是垂直振动而是水平振动时，模制表面42和填料流SF之间的动摩擦系数也会变小，故压缩-模制通道的阻力大大减小。
如图5所示，舌片38的振动模式在舌片38的后边缘和挡块40的远边都各有一节点。因此，与模制表面42的下游侧部接触的碎烟草被赋予朝向模制表面42的出口边上的流动性，从而使填料流SF在压缩-模制通道的通过特性不会变坏。此外，挡块40的远端不会影响吸带2，而使挡块40充分地呈现出作为刮刀的基本功能。
舌片38的水平振动可以应用于图1的舌片22；此时，舌片22的远端和后端分别作为模制表面24的上游端和下游端。此外，舌片的振动方向并不限于垂直方向和水平方向，也可以是倾斜方向。此外，舌片可以由各种系统振动而不限于上述的超声波振动。
权利要求
1．一种压缩和模制填料流的装置，包括在填料流(SF)卷入包装纸(P)之前从制烟机的吸带(2)上剥离的碎烟草，所述装置包括形成通过填料流(SF)的压缩-模制通道一部分的模制表面(24∶42)，所述模制表面(24∶42)在从填料流(SF)的方向看时具有上游端和下游端，其特征在于，所述装置还包括振动所述模制表面(24∶42)的振动装置(30,28,32)。
2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述振动装置包括超声波振动系统，所述系统包括具有振动表面(31)的超声波振动器(30)和超声波振动器(30)的振动表面(31)产生的振动在其中传播的扬声器(24∶42)，所述扬声器(22∶38)具有模制表面(24∶42)。
3．如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述振动装置将所述模制表面(24∶42)振动到与压缩-模制表面的轴相交的方向。
4．如权利要求3所述的装置，其特征在于，如果λ为超声波振动器(30)产生的振动波长，n为整数，则通过下列公式可以得出超声波振动器(30)的振动表面(31)和模制表面(24∶42)之间的距离L1L1=n*(λ/2)。
5．如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述模制表面(42)的上游端形成刮刀刃，用于将填料流(SF)从吸带(2)上剥离。
6．如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述振动装置将所述模制表面(42)振动施加到压缩-模制表面的轴向。
7．如权利要求6所述的装置，其特征在于，如果λ为超声波振动器(30)产生的振动波长，i为整数，通过下列公式可得出超声波振动器(30)的振动表面(31)和模制表面(42)的下游端之间的距离L2L2=λ/4+i*(λ/2)。
8．如权利要求6所述的装置，其特征在于，如果λ为超声波振动器(30)产生的振动波长，j为整数，通过下列公式可得出超声波振动器(30)的振动表面(31)和模制表面(42)的上游端之间的距离L3L3=λ/4+j*(λ/2)。
9．如权利要求6所述的装置，其特征在于，如果λ为超声波振动器(30)产生的振动波长，i和j(＞i)都为整数，通过下列公式可分别得出超声波振动器(30)的振动表面(31)和模制表面(42)的下游端之间的距离L2，超声波振动器(30)的振动表面(31)和模制表面(42)的上游端之间的距离L3L2=λ/4+i*(λ/2)L3=λ/4+j*(λ/2)。
10．如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述模制表面(42)的上游端形成刮刀刃，用于将填料流(SF)从吸带(2)上剥离。
全文摘要
在制烟机中,用于压缩和模制填料流(S
文档编号A24C5/18GK1223831SQ9910105
公开日1999年7月28日 申请日期1999年1月11日 优先权日1998年1月12日
发明者佐藤清美 申请人:日本烟草产业株式会社