CN1064222C - 加工过滤料带的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种加工至少一条制烟业用的过滤材料带的设备，带从储料容器取出，供入具有拉伸装置的拉伸区，拉伸区后设具有加料器的加料区，用以在带上加入过滤材料的溶剂，在加料区后设收敛区，它有一个减小带宽度的收敛装置。本发明的目的在于加工过滤材料的另一种可能性。按本发明达到此目的采取的措施是，将拉伸区、加料区和收敛区至少近似于构成“U”形或“V”形。通过本发明所获得的优点在于，在由所加工的材料制成的过滤棒的抗拉强度为常数的情况下提高丝束的利用率。此外，还减小了加工设备的尺寸。

Description

加工过滤料带的设备
本发明涉及一种加工至少一条制烟业用的过滤材料带的设备，带从储料容器取出，供入具有拉伸装置的拉伸区，拉伸区后设具有加料器的加料区，用以在带上加入过滤材料的溶剂，在加料区后设收敛区，它有一个减小带宽度的收敛装置。
为了生产烟草加工业用的过滤棒，将一条由结合在一起的纤维构成的(如醋酸纤维束)过滤材料(所谓的过滤丝束)制的带，连续地从一个储料容器(例如一个包)中抽出、扩散、拉伸、喷洒溶剂(例如三乙酸酯)、侧向收敛，最后输往鼓风的喷嘴，并紧接着输入一个漏斗，从那里出来后，经加工和压缩的过滤带输入过滤条机。在过滤条机中，要制成过滤条的带在进一步压缩后连续地包裹外带，之后，将包了外皮的过滤条截断成过滤棒。
已证明适用的上述类型的加工设备有本申请人制造并销售的AF1、AF2及AF3型。已证明适用的上述类型的过滤条机有本申请人制造及销售的KDF2和KDF3型。
本发明的目的是制成一种进一步改进的过滤丝束加工设备。
在根据本发明的设备中，过滤材料带从储料容器取出，供入具有拉伸装置的拉伸区，拉伸区后设置具有加料器的加料区，用以在带上加入过滤材料的溶剂，在加料区后设收敛区，它有一个减小带宽度的收敛装置，沿输送方向依次排列的拉伸区、加料区和收敛区至少限定基本上垂直向上及向下走向的第一和第二两种输送方向。
按本发明的一种最佳的具有独立发明等级的改进设计，至少包括两个以不同圆周速度旋转的拉伸辊对的拉伸区，其长度可有800毫米至1200毫米，最好1000毫米。其结果出人意料地表明，这样的长度使丝束利用率具有最佳值。丝束利用率是指在抗拉强度不变的情况下，在加工完成的过滤棒中每单位长度的丝束含量。按本发明的另一项改进设计，在拉伸区和加料区内的过滤带宽度最好为120毫米至150毫米。在这种小宽度的情况下，比较容易同时加工两条或多条从包中抽出并平行移动的过滤丝束带，并基本上可使用此同一个加工设备。若过滤条机也设计成将两条过滤丝束带同时加工成包了外皮的过滤条(所谓双条机)，则可以在机械方面没有较大投入的情况下，显著提高加工设备的生产率。
按本发明的改进设计，拉伸区至少近似于垂直或设有一个基本上垂直的部位，此部分具有从上向下的带的最佳输送。加料设备可设在最好至少近似于水平设置的加料区中，并设计为从两侧向过滤丝束喷洒弥散状液体(如三乙酸酯)的喷洒器，喷洒是在过滤丝束相对于拉伸状态消除应力后进行的，喷洒的液体用以溶解过滤丝束纤维。按本发明的最佳设计，收敛区至少可近似于垂直或设有一个基本上垂直的部分，它具有从下向上的过滤丝束带的最佳输送。在这种情况下，收敛区和拉伸区可具有至少近似相同的长度。若拉伸区以及加料区和收敛区排列成“V”形，则具有从上向下的带的最佳输送的拉伸区可构成“V”字的一个边，而加料区和与之直接相连的收敛区，在输送方向相反的情况下构成“V”字的另一边。
按本发明在真正的拉伸区前设一个预拉伸区，它的最好为从上向下的过滤丝束带输送方向可有一个垂直的和一个水平的部分。在预拉伸区过程中，按本发明具有独立发明等级的改进设计，设有一个预处理装置，用以对过滤丝束带进行预处理，使之至少具有常数的相对湿度，预处理装置最好是一个干燥器，它例如可设计为红外线加热器。预拉伸区的开始可以是一个最好不驱动的辊对，辊对的轧辊可通过可操纵的力互相压靠；而在预拉伸区的末端可设置真正的拉伸区的第一个辊对。转换过滤丝束带运行方向的拉伸区和加料区的辊对，可各具有一个例如制有细槽表面的金属轧辊和一个弹性表面的对辊。在预拉伸区之前可设一个气动扩散喷嘴，扩散过滤丝束纤维用的鼓风从喷嘴喷出。按本发明的另一项设计，可在加料设备前设一个充电器，用于在过滤丝束带上施加静电荷。从而改善了过滤丝束带纤维的分离效果，并获得更均匀的喷洒，尤其是在溶液的细滴所具有的电荷，其极性与在过滤丝束带上的电荷极性相反的情况下。在加料区后可最好设一个设计成静电消除器的放电器。上述最好设计为干燥器的预处理装置，按本发明为使过滤丝束带中具有一个常数的相对湿度，可通过一个控制器加以控制，控制器中可输入一个来自湿度测量设备的测量信号。此测量设备可作为测量由过滤丝束带上的静电荷引起的场强的装置。静电荷可例如通过拉伸过滤丝束带产生。
本发明具有突出的优点。丝束利用率大大提高，并在用所加工的过滤丝束生产的过滤棒具有相同抗拉强度的情况下，过滤丝束可节省多个百分点。加工设备的尺寸可以减小；此外，设备的“厚度”可显著减少，以致可同时加工多条平行运行的过滤丝束带。
下面借助于实施例进一步说明本发明。
其中：
图1按本发明的加工设备，其拉伸区、加料区和收敛区成“U”形排列；
图2是图1所示加工设备的变型，其拉伸区、加料区和收敛区成“V”形排列。
如图1所示，从包1中抽出的由连结在一起的纤维构成的过滤丝束(如醋酸纤维素)所制的带2的加工设备有以下几个主要机组：带2段2a的抽出区3；带2段2b的预拉伸区4；带2段2c的拉伸区6；带2段2d的加料区7；带2段2e的收敛区8；以及将段2f供往图中示意表示的滤条机12输入装置11的供料区9，滤条机例如为本申请人的在制烟业为已知的KDF2或KDF3型。
过滤料带2a在其中沿箭头5输送的抽出区3具有一个或多个扩散喷嘴16，压缩空气来自压缩空气源17。压缩空气用来扩散在段2a中沿箭头5的方向输送的过滤丝束织物。一种可操纵的扩散喷嘴公开在US-A-4 259 769中。
过滤丝束带经转向轮18、19进入预拉伸区4，此区一方面以具有轧辊22、23的辊对21为界，另一方面以具有马达驱动的轧辊26、27的辊对24为界。轧辊22、23受丝束带26的拖带，也就是说，它们在多少具有阻力的情况下空转。如果需要，它们也可以由马达驱动，也还可以按现有的方式用可操纵的力相互压靠。带段2b在其中沿箭头28的方向向下倾斜输送的预拉伸区中，过滤丝束受预拉伸。它经过一个设计为可操纵的干燥器31的预处理装置29。在此红外线干燥器31中，过滤丝束有控制地预处理，使之具有预定最佳的常值相对湿度(水)。一种适用的干燥器31为HAUG GmbH和Co．KG公司销售的WEKO-HEAT牌干燥器(邮政信箱200333，D-70771 Leinfelden-Echterdingen)。以一种熟知的方法，通过马达驱动的辊对24的转速，直接或间接测量过滤带2b速度的现有已知的速度传感器32，将一个取决于带段2b速度的信号输入控制器33的入口a，控制器通过出口d的信号操纵干燥器31的电源34，当带段2b的速度增加时应提高加热功率，当速度降低时应减少加热功率。控制器33入口b和c处输入的信号在后面再加以说明。在干燥器31之后，设有一根在过滤丝束带上施加静电荷的充电棒37。可采用上述HAUG公司销售的ALS A 030-500型带有AG-3 neg／7612和AG-3 pos／7609型充电器38的充电棒。加在带段2b上高电位的静电荷，通过所产生的静电推斥力，更好地将过滤丝束带中还互相粘结在一起的各纤维分离开，这对于接着在过滤丝束带上加溶液小滴的步骤是有利的。有关充静电荷的详细情况可见US-A-3 817 211和1969年3月18日的US-defensive publication 665476，US-Official Gazette 860／3。
真正的拉伸区6接在辊对24之后，过滤丝束带的段2c在此区内从上向下垂直地或沿与垂直部分相应的箭头36输送。在拉伸区6的末端，有另外一个由马达驱动的辊41、42组成的辊对39，它们的圆周速度略大于轧辊26、27的圆周速度，所以，弹性的过滤丝束在段2c中受到一定的拉伸。因此，辊对24和39构成了真正的拉伸设备。轧辊26和41具有刚性的制有细槽的表面，它们各与轧辊27或42的弹性表面相接触。轧辊的这种型态由上述本申请人的过滤丝束加工设备AF1、AF2和AF-3是已知的，并例如在US-A-3 317 965和US-A-3 255 506中作了介绍。拉伸区长度c按本发明有权作为独立发明等级的优点突出的设计，可在800毫米和1200毫米之间，最好约1000毫米。业已证明，在这样的长度范围内，可使丝束利用率达到令人惊奇的极高的程度。
在辊对39之后设有另一对由马达驱动的辊44、46组成的辊对43，它们的圆周速度小于辊41、42的圆周速度，所以，当过滤丝束在段2d中沿箭头49输送时轻度松驰。辊对43中仍有一个轧辊44具有刚性的刻有细槽的表面，它与轧辊46的弹性表面接触。辊对39和43构成了至少近似水平布置的加料区7的边界，在此区中设有一个形式上为喷洒器48的加料设备47。喷洒器48可设计成如US-A-4313974中所介绍的那样，从两侧向沿箭头49方向输送的过滤丝束带段2d上喷洒过滤丝束材料的溶剂细滴，例如三乙酸酯。过滤丝束带在拉伸区6和加料区7中的宽度，最好在120毫米至150毫米之间。这是一种较小的宽度，这种宽度允许加工设备用于两条垂直于图纸平面连续排列的平行过滤丝束带，并因而得到了双倍的利用。这两条带接着可进入一台过滤条机(机器同时加工两条)，以加工成过滤棒。
在加料区之后设收敛区8，过滤丝束带的段2e在此区中垂直地或从下向上沿基本垂直的部分(如图所示)朝马达驱动的辊52、53组成的辊对51按箭头54方向输送。轧辊52有刚性的刻有细槽的表面，与之接触的轧辊53为弹性表面。在段2e范围内，收敛设备在形式上为一系列线环56a…56c，它们不断减小段2e中过滤丝束的宽度。为此，线环具有不同的亦即逐步减小的尺寸。在收敛区8中有一个湿度测量设备57，其形式为场强的测量器58，场强是过滤丝束带上的静电荷造成的。这些静电荷起因于在拉伸区6中的拉伸。附加的电荷，如通过充电棒37加上的，在测量作为过滤材料湿度测量值的场强时是不相宜的。场强用来度量过滤丝束的纤维中水的含量。相应的输出信号送往一个比较元件59，在那里与额定值发送器61给出的额定值进行比较。比较元件59的输出信号送入控制器33的入口b，它的入口c得到来自干燥器31上的一个温度传感器62的信号。输入入口b和c的信号与输入入口a的信号一起，共同控制干燥器31的能量供应，以保持过滤丝束的相对湿度为常数。本发明的这种有优点的改进设计，同样有权作为独立的发明等级。
在转向辊对51之后设供料区9，过滤丝束带的段2f在此区中沿箭头62的方向输送，并借助于一个放电设备63释放掉所附着的对于进一步加工有害的静电荷，所涉及的是形式上为环形电极64a、64b的静电消除器，如上述公司HAUG所销售的EI-RE 014-200型和EN-7／7703型电源设备66。在供料区9中还有一个驱动导向轮67和一个已知的所谓填料喷嘴69，在导向轮67以过滤丝束速度旋转的圆周上制有环槽68，来自压缩空气源71的压缩空气供入喷嘴69。数字72表示进料漏斗，12表示过滤条机。拉伸区6、加料区7和收敛区8至少近似于构成一个“U”字形，其中，收敛区朝拉伸区方向的倾斜程度可以比图上所表示的更大些。
图1所示加工设备的工作方式如下。
过滤丝束带2从包1抽出，并首先在段2a中扩散。过滤带在段2b中由辊对21和24首先预拉伸，它的相对湿度(水)由干燥器31保持为常数。充电棒37将静电荷加入过滤丝束，以便使纤维能更好地互相分开。在段2c中，过滤丝束带的纤维通过以不同圆周速度旋转的辊对24和39的轧辊时受到拉伸，其中，辊对39有较大的圆周速度。在段2d中，过滤丝束带的纤维通过以不同圆周速度旋转的辊对39和43的轧辊时松驰，因为辊对43的圆周速度低于辊对39。喷洒器48从两侧向过滤丝束喷洒溶剂(例如三乙酸酯)的弥散的细滴。在段2e中，由辊对51和43输送的过滤丝束带被线环56a…56c收敛使其宽度减小，亦即减小了垂直于图纸平面的宽度。与此同时测量器58测量湿度，并将测量信号传送给干燥器31的控制器33。在段2f中，过滤材料通过静电消除器64a、64b释放其静电荷，并在轮68处转向后，经填料喷嘴69供入漏斗72和滤条机12的入口11。
在按图2的方案中，拉伸区6构成了“V”字的一边，加料区7和收敛区8构成了另一个边。如图1那样，拉伸区6由两个马达驱动的辊对24和39构成。它的长度c同样最好在800毫米和1200毫米之间，尤其是1000毫米。加料设备47具有一个喷洒器48，它有一些快速旋转的转子50，它们在过滤丝束2d上喷洒细喷丝55状的溶剂。这类加料设备由Weitmann&Konrad GmbH&Co．KG公司所销售，品牌为“WEKO-ROTORENBEFEU CHTUNG FURMATERIALBAHNEN”，公司邮政信箱200252，D-70771Leinfelden-Echterdingen。为了节省空间，只设从一侧喷洒的设备。但用上述喷洒器从两侧喷洒同样也是可以的。加料区7后紧接着具有线环56a…56c的收敛区8，此区的末端为辊对51。在拉伸区6之前和在加料区7、收敛区8之后的设备部分可设计成如图1所示。

Claims (22)

1．加工至少一条制烟业用的过滤材料带(2)的设备，带(2)从储料容器(1)取出，供入具有拉伸装置(24，39)的拉伸区，拉伸区后设置有加料器(47)的加料区(7)，用以在带(2d)上加入过滤材料的溶剂，在加料区后设收敛区(8)，它有一个减小带(2e)宽度的收敛装置(56a…56c)，其特征为：沿输送方向(36，49，54)依次排列的拉伸区、加料区和收敛区(6，7，8)至少限定基本上垂直向上及向下走向的第一和第二两种输送方向(36、54)。
2．按照权利要求1所述的设备，其特征为：具有拉伸装置(24，39)的拉伸区(6)最好至少包括两个以不同速度驱动旋转的辊对，拉伸区的长度在800毫米和1200毫米之间，最好约1000毫米。
3．按照权利要求2所述的设备，其特征为：在拉伸区(6)和加料区(7)中的带(2c、2d)的宽度在120至150毫米之间。
4．按照权利要求1所述的设备，其特征为：在至少为U形走向的拉伸区、加料区及收敛区配置(6、7、8)中，向上及向下导引的拉伸区和收敛区(6、8)通过一个构成加料区(7)的、基本水平走向的第三输送方向(49)连接。
5．按照权利要求1所述的设备，其特征为：在拉伸区(6)、加料区(7)和收敛区(8)构成“V”形时，拉伸区(6)具有从上向下的第一输送方向(36)，它构成了“V”字的一边，而加料区(7)和紧接着它的收敛区(8)具有从下向上的第二输送方向(49、54)，它们构成了“V”字的另一边。
6．按照权利要求1所述的设备，其特征为：在加料区(7)中的加料设备(47)设计为喷洒器(48)，它从两侧喷洒弥散状的细滴液体。
7．按照权利要求6所述的设备，其特征为：在加料区内设有带(2d)的导引装置，在此装置中带的应力相对于拉伸区(6)被减小。
8．按照权利要求4所述的设备，其特征为：拉伸区(6)和收敛区(8)至少近似于有相同的长度。
9．按照权利要求1所述的设备，其特征为：在拉伸区(6)前设有一个预拉伸区(4)。
10．按照权利要求9所述的设备，其特征为：带(2b)在预拉伸区(4)中最好有一个从上向下的输送方向(28)，预拉伸区有一个水平的和有一个垂直的输送部分。
11．按照权利要求9所述的设备，其特征为：在预拉伸区(4)中设有一个预处理装置(29)，用以对带(2b)进行预处理，使之至少具有近似于常数的相对湿度。
12．按照权利要求11所述的设备，其特征为：预处理装置具有一个可操纵的干燥器(31)。
13．按照权利要求12所述的设备，其特征为：干燥器(31)具有一个干燥带(2b)用的红外线加热器。
14．按照权利要求9所述的设备，其特征为：预拉伸区(4)由一个设在前面的辊对(21)和另一个驱动的辊对(24)所构成，沿输送方向看，辊对(24)是拉伸区(6)的第一个辊对。
15．按照权利要求14所述的设备，其特征为：设在前面的那个辊对(21)是不驱动的。
16．按照权利要求1所述的设备，其特征为：储料容器(1)的后面至少设一个扩散喷嘴(16)，从喷嘴中流出扩散带(2a)用的空气。
17．按照权利要求1所述的设备，其特征为：为拉伸区(6)、加料区(7)和收敛区(8)设置了辊对(24、39、43、51)，其中分别有一个轧辊具有平滑弹性的表面，另一个轧辊制有细槽的刚性的表面。
18．按照权利要求1所述的设备，其特征为：在加料设备(47)的前面设有一个充电器(37)，用于在带(2b)上施加静电荷。
19．按照权利要求18所述的设备，其特征为：在加料区(7)之后设放电器(64a、64b)，用于消除带(2f)上的静电荷。
20．按照权利要求11所述的设备，其特征为：在带(2e)的输送区内设有一个湿度测量设备(57)，它的取决于带的湿度的输出信号输入一个预处理装置(29)的控制器(33)。
21．按照权利要求20所述的设备，其特征为：湿度测量设备(57)是一个用于测量在带上的静电荷引起的场强值的测量器(58)。
22．按照权利要求1所述的设备，其特征为：有至少一个出料装置从储料容器中同时抽出两条或多条过滤材料的带，并通过加工设备同时加工两条或多条带。
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