CN108471803A - 过滤器制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种过滤器制造设备，包括：馈送路径，其适于沿着纵向输送方向连续地馈送过滤器材料；成形装置，其连接到所述馈送路径的终止端，且适于使所述过滤器材料形成为连续过滤器主体以及递送所形成的所述连续过滤器主体，所述成形装置包含：管状元件(8)，其适于允许所述过滤器材料自其穿过以使过滤器丝束材料形成为所述连续过滤器主体；以及蒸汽发生器(9)，其适于产生蒸汽，所述蒸汽发生器与所述管状元件流体连通以将蒸汽供应到所述过滤器材料；排放通道(10)，其与所述管状元件流体连通，适于排放来自所述管状元件的流体；阀，其适于打开和关闭所述排放通道以便允许或阻挡来自所述管状元件的流体的排出。

Description

过滤器制造设备

技术领域

本发明涉及用于产生用于气溶胶形成制品的过滤器的设备，且具体地说但非排他地，用于产生未包装的过滤器的设备。

背景技术

在烟草行业中已知：使用连续的过滤材料条，通常是醋酸纤维素，制作也称作未包装过滤器或醋酸纤维(NWA)的无纸过滤器条，所述过滤材料条被连续地馈送通过以三醋精等塑化剂浸渍所述条的浸渍站，且接着通过加压空气转变为大体上圆柱形的丝束带，使所述丝束带沿着成形横杆的纵向贯穿通道推进；所述成形横杆包括在此情况下为稳定部分的第一部分，以及在此情况下为干燥部分的第二部分。沿着所述第一部分，通过吹送的蒸汽或微波等热量使丝束带中的硬化物质起反应。沿着所述第二部分，将先前加热或湿润的丝束带进行干燥和冷却以便以连续条的形式从成形横杆中出来，所述连续条具有确定的稳定区段和相对高的轴向刚性。

因此，优选的是，同样以连续运动将此连续条馈送到切割站以切割成具有确定长度的过滤器段。

利用蒸汽处理过滤器材料以便将其硬化且接着使其定形为连续的相对刚性条的工艺是相对精细的工艺，且会产生非常高的材料浪费。

因此，需要一种设备来产生过滤器组件，其中使过滤器材料浪费量最小化。过滤器材料是非常贵的材料，且期望丢弃尽可能少的材料。此外，优选的是，在不对过滤器设备进行大量重新设计的情况下实现材料浪费的最小化。

发明内容

本发明关于一种过滤器制造设备，其包括：馈送路径，适于沿着纵向输送方向连续地馈送过滤器材料；成形装置，连接到所述馈送路径的终止端，且适于将所述过滤器材料形成为连续过滤器主体以及递送所形成的所述连续过滤器主体，所述成形装置包含：适于允许所述过滤器材料自其穿过以使过滤器丝束材料形成为所述连续过滤器主体的管状元件，以及适于产生蒸汽的蒸汽发生器，所述蒸汽发生器与所述管状元件流体连通以将蒸汽供应到所述过滤器材料。此外，本发明的设备包括：与所述管状元件流体连通的排放通道，其适于排放来自所述管状元件的流体；以及阀，其适于打开和关闭所述排放通道以便允许或阻挡来自所述管状元件的流体排出。

尽管采取所有防范以消除来自馈入管状元件的蒸汽的水，所述蒸汽通常仍是悬浮水微滴过饱和的蒸汽。冲击存在于管状元件内的过滤器材料带的蒸汽流越大，可穿入过滤器材料带中的微小水滴的数目越大。穿入过滤器材料带中的所有水滴在过滤器材料带自身内部产生潮湿点。这种潮湿可能导致过滤器材料的抛弃，或导致相对长的更多处理时间，因为消除潮湿需要相对较长的干燥时间。根据本发明，提供允许排出可能冷凝到管状元件中的水滴的排出通道允许最小化舍弃的过滤器材料量。

过滤器材料可包括任何一种或多种合适的材料。合适材料的实例包含但不限于醋酸纤维素、纤维素、重组纤维素、聚乳酸、聚乙烯醇、尼龙、聚羟基丁酸酯、聚丙烯、纸、例如淀粉等热塑性材料、无纺材料，以及其组合。所述材料中的一种或多种可形成为开孔结构。优选的是，过滤器材料包括醋酸纤维素丝束。

在最终过滤器段中或在并入于过滤器中的一个或多个另外的元件中，过滤器材料可包含另外的材料。举例来说，另外的材料可并入到过滤器段的纤维状过滤器丝束中或另外的过滤器元件中。举例来说，过滤器材料可包含吸附材料。术语“吸附”是指吸附剂、吸收剂或可执行这两种功能的物质。吸附材料可包括活性炭。吸附剂可并入到其中嵌入有封壳的过滤器段中。然而，更优选的是，吸附剂并入到过滤器段上游的另一过滤器元件中。替代地或另外，过滤器材料可包含胶粘剂、塑化剂或香味释放剂，或其组合。

优选的是，过滤器材料包含具有粘结成分的功能的塑化剂。在未包装过滤器中，如所提及，过滤器材料的密度或刚度需要比标准的包装过滤器高，因为不存在通过包装纸施于过滤器材料的约束动作。因此，在形成为条状形状时，过滤器材料需要在无任何另外的外部材料辅助的情况下保持明确限定的形状以及大体上固定的直径。

可能不仅在未包装过滤器的情况下需要较硬的过滤器材料，在实现例如中空滤嘴段等其它过滤器组件时也需要较硬的过滤器材料。在中空过滤器组件中，所述组件包含弱化滤嘴段等组件自身总体结构的贯穿孔。为了避免中空过滤器组件例如因过滤器的压缩而变形，优选的是，用以实现中空过滤器的材料比用以形成标准滤嘴段的材料硬。为此目的，优选的是，与用于产生未包装过滤器的程序类似的程序还用于产生可包装或未包装的中空过滤器。

可接着将利用本发明的设备产生的连续过滤器主体切割成部分以形成过滤器组件，所述组件可因此被包装或未包装。

利用本发明的设备实现的过滤器可有利地用在气溶胶形成制品中。根据本发明的气溶胶形成制品可呈过滤嘴香烟或其它吸烟制品形式，其中烟草材料燃烧后形成烟雾。本发明另外包含其中将烟草材料加热以形成气溶胶而非进行燃烧的制品，以及其中在无燃烧或加热的情况下由烟草材料、烟草提取物或其它尼古丁源产生含尼古丁气溶胶的制品。根据本发明的气溶胶形成制品可以是整个已组装的气溶胶形成制品或气溶胶形成制品组件，所述组件与一个或多个其它组件组合以便提供用于产生气溶胶的组装制品，例如受热吸烟装置的消耗性部件。

气溶胶形成制品可以是产生可通过用户的嘴直接吸入用户肺中的气溶胶的制品。气溶胶形成制品可类似香烟等常规吸烟制品，且可包括烟草。气溶胶形成制品可以是一次性的。或者，气溶胶形成制品可以是部分可重复使用的，且包括可补充或可更换的气溶胶形成基质。

用于制造过滤器的设备包括沿着输送方向输送过滤器材料的馈送路径。

为了将优选地包含塑化剂的过滤器材料定形为进一步用于产生过滤器的连续条，使用成形装置，所述成形装置连接到馈送路径的终止端且适于使过滤器材料形成为条状连续过滤器主体以及递送所形成的连续过滤器主体。成形装置包括管状元件，其适于允许过滤器材料自其穿过以使过滤器材料形成为连续过滤器主体。优选的是，管状元件的内壁限定连续过滤器主体的外表面，且优选地确定其直径等等。管状元件的内壁将过滤器材料“压缩”成条。此外，为了使过滤器主体较硬且具有大体上恒定的形状，还提供适于加热在管状元件中穿过的过滤器材料的热源，使得可能存在的粘结材料，例如可能存在于过滤器材料内的塑化剂，在过滤器材料的纤维当中提供粘结。

塑化剂是增大材料的塑性或流动性的添加剂。

如本文中所使用，术语‘条’用于指示具有大体上圆形、卵形或椭圆形横截面的大致为圆柱形的元件。

所述热源例如水蒸汽源的蒸汽源，其在管状元件内部喷洒或以其它方式喷射蒸汽。

为了从管状元件排出水，即，可能因蒸汽的冷凝而形成的水，在管状元件中形成开孔，例如在管状元件的贯穿孔的内表面中形成开孔。所述开孔与引导可能在管状元件内部冷凝的流体的排放通道流体连通，且将所述流体排出管状元件外。为了控制管状元件内部的压力和蒸汽量，未必总是可能有所述开孔和所述排出。提供阀以便打开和关闭来自排放通道的水的排出。

允许水从管状元件溢出会提高管状元件内部的干燥度且最小化润湿穿过管状元件的过滤器材料的风险。管状元件内部的蒸汽量和压力，即与过滤器材料的良好硬化相关的参数，仍可由于阀的存在而得到控制，所述阀确定何时发生流体的排出。

优选的是，管状元件包含适于与过滤器材料接触的内部外围表面，且其中排放通道具有在管状元件的内部外围表面中开口以从管状元件内部排放冷凝液体的末端。过滤器材料在管状元件内输送，其中因提供蒸汽而硬化以便以成轴向“刚性”连续过滤器主体。管状元件内部的过滤器材料与管状元件的内表面接触。优选的是，在内表面中存在开孔，排放通道起始于所述开孔。优选的是，阀位于排放通道的末端，所述排放通道在此与管状元件相接。

优选的是，管状元件包含适于与过滤器材料接触的内部外围表面和流体连通到所述内部外围表面的冷凝物腔，且其中排放通道具有在冷凝物腔中开口以排放来自冷凝物腔内部的冷凝液体的末端。排放通道可能不直接在管状元件内部开口，但其可排放来自与管状元件流体连通的冷凝物腔的水。管状元件中的冷凝流体例如通过在管状元件的内表面中的开口流到冷凝物腔中。冷凝物腔继而可包含例如在腔的底部表面中的另一开口，排放通道的末端起始于所述开口。

有利的是，排放通道包含流体连接到排放槽的第二末端。优选的是，通过排放通道从管状元件或冷凝物腔移除的冷凝水排出在槽中，所述槽例如位于过滤器制造设备的下部。

优选的是，阀配置成以预定频率打开和关闭排放通道。可以自动方式命令用以打开或关闭管状元件的内部与排放通道之间的连接的阀。举例来说，可以给定频率打开和关闭所述阀。所述阀还可由操作者手动打开。优选的是，阀可在已在管状元件内部或冷凝物腔中检测到水等流体时打开，且可在仅在管状元件内部检测到蒸汽时保持关闭，使得优选地避免阀在管状元件中仅存在蒸汽时打开。

优选的是，成形装置包含易于测量管状成形元件内的压力的压力传感器。因此可发生对管状元件内部压力的控制，例如在压力过高时释放蒸汽。

优选的是，管状元件包括多个分开的管状元件，排放通道在过滤器材料的纵向输送方向上与所述多个分开的管状元件中的第一个流体连通。有利的是，过滤器制造设备包括位于成形装置下游以使中空条形过滤器主体冷却下来的冷却区段。在成形装置中，因塑化剂的存在，将热传送到连续过滤器主体以便粘合过滤器材料。为了加速过滤器形成的过程，来自过滤器主体的热需要耗散得尽可能快，以便获得易于进一步处理的最终过滤器主体。为了使过滤器主体尽可能快地冷却，提供冷却区段。冷却还会提高过滤器主体的表面质量。可利用室温下例如在约0.4巴到约1巴的压力范围中、更优选地在约0.5巴下的空气流执行对成形装置下游的中空过滤器主体的冷却。

优选的是，过滤器制造设备包括位于成形装置下游以将中空过滤器主体包装在包装片材中的包装区段。有利的是，离开成形装置的中空过滤器主体被包装在例如包装纸的包装片材中，使得已通过直径测量装置检查的中空过滤器主体直径无法进一步改变或仅可改变极有限的量。

更优选的是，包装区段包含胶喷嘴以将胶分配到包装片材上，以便使包装片材围绕中空过滤器主体闭合。

有利的是，过滤器制造设备包括位于包装区段下游以加热已包装的中空过滤器主体的加热区段。优选的是，将所述加热区段提供于胶喷嘴下游的位置，所述胶喷嘴将胶分配在包装片材上。优选的是，胶用以使包装片材围绕过滤器主体牢固地闭合，使得其不再“重新打开”。优选的是，使用冷胶，其需要热以便将包装片材的不同部分正确地连接在一起。冷胶通常是水基解决方案。胶粘剂固体通常通过蒸煮溶解于水。当几乎所有水例如通过加热经由渗透或吸收到基质中而丧失时，形成粘结。

有利的是，过滤器制造设备包括塑化剂添加单元，其布置在管状元件的入口上游且适于喷出塑化剂以将塑化剂添加到过滤器材料。为了在成形装置的出口处获得大体上刚性的过滤器主体，使用塑化剂以便浸渍过滤器纤维且在提供热时硬化所述过滤器纤维。

有利的是，管状元件包括锥形部分，使得其内径沿着纵向输送方向减小。所述锥形部分压缩过滤器材料，使得可通过管状元件的内壁的压力形成条。

附图说明

将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：

-图1是用于形成根据本发明的过滤器的设备的示意图；

-图2是图1的设备的一部分的透视图；

-图3是图1的设备的一部分的另一透视图；

-图4是图1的设备的元件的示意性截面侧视图；

-图5是图4的元件的不同实施例的部分分解透视图；以及

-图6是图5的元件的部分分解透视图。

具体实施方式

图1中的数字1指示整个设备，其用于产生优选地用于气溶胶生成制品的过滤器条(未示出)或过滤器组件。

设备1包括用以沿着输送或馈送方向输送例如醋酸纤维素或过滤器丝束的过滤器材料的输送装置3。此外，设备1包含入口单元2，所述入口单元适于形成利用三醋精等硬化流体或塑化剂湿润的连续的过滤器材料流或条。过滤器材料通过输送装置3馈入入口单元2。利用塑化剂对过滤器材料的湿润发生在图中未示而所属领域中已知的塑化剂单元中。塑化剂单元位于入口单元2的上游。在入口单元2下游，所述设备包含条成形单元4，其串联布置到入口单元2且适于接收过滤器材料流或条，并且使硬化材料反应以将过滤器材料转变为连续的轴向刚性条状过滤器。

有利的是，设备1进一步包含包装单元6以将中空条状过滤器包装在包装纸90中。此外，所述设备可包括切割单元7，一般为已知类型的旋转切割头，其布置在条成形单元4和包装单元6的下游且适于将中空过滤器条横向切割为过滤器段(未示出)。过滤器主体所切割成的单元的所要长度例如借助测量器设备(也未示出)而获得。按以下处理步骤使切割单元可供使用，或进行缓冲。

包装单元6、输送装置3和切割单元7在所属领域中已知，且下文不再详述。

条成形单元4包括在图4中以放大视图示出的管状元件8，其适于例如沿着图4中所描绘的箭头30，即输送装置3的输送方向，接收硬化材料饱和的过滤器材料，且横向定形过滤器材料以便将其转变为潮湿的大体上圆柱形的过滤器主体，且在提及的箭头的馈送方向上将丝束主体推进到设备1另外的组件。

优选的是，通过由加压流体发生器(图中未示)产生的例如加压空气喷射等流体喷射来在管状元件8内部沿着箭头30推送过滤器材料。

管状元件8限定过滤器材料可从中穿过的贯穿孔20。优选的是，贯穿孔20包括内表面21，其压缩过滤器材料以形成大体上圆柱条状形状的连续材料条。此外，优选的是，管状元件8包含蒸汽发生器9，所述蒸汽发生器包括可在管状元件8的内部，即在贯穿孔20中，发出蒸汽的一个或多个喷嘴11。蒸汽可硬化过滤器材料中存在的塑化剂且将过滤器材料转变为大体上刚性的过滤器条或主体。

设备1进一步包括与管状元件8流体连通的排放通道10。排放通道10易于排放例如水等可能冷凝在管状元件内部的流体，使得流入管状元件8的过滤器材料不会因为流体小滴而变潮湿。在图4的实施例中，排放通道10包含管状元件8的内表面21中的开孔12。排放通道通过阀40打开和关闭。

优选的是，设备1包含适于从条成形单元4接收信号且命令阀40的打开和关闭的中央单元100。在图5和6的实施例中，通过沿着过滤器材料的馈送方向串联安置的多个分开的元件16来实现管状元件8。过滤器材料的馈送方向上的分开的元件16中的第一个与冷凝物腔15流体连通，所述冷凝物腔连接到分开的元件16的贯穿孔20部分。优选的是，同样在分开的元件16中的第一个中实现用以排出蒸汽的喷嘴11中的一个。在腔15中，收集冷凝流体。接着，排放通道10起始于腔15，例如起始于其底部表面，以便排放所收集的流体。在此实施例中，还存在阀40且其具有与上述实施例中的功能相同的功能。

Claims (9)

1.一种过滤器制造设备，包括：

馈送路径，其适于沿着纵向输送方向连续地馈送过滤器材料；

成形装置，其连接到所述馈送路径的终止端，且适于使所述过滤器材料形成为连续过滤器主体以及递送所形成的所述连续过滤器主体，所述成形装置包含：

管状元件，其适于允许所述过滤器材料自其穿过以使过滤器丝束材料形成为所述连续过滤器主体；以及

蒸汽发生器，其适于产生蒸汽，所述蒸汽发生器与所述管状元件流体连通以将蒸汽供应到所述过滤器材料；

排放通道，其与所述管状元件流体连通，适于排放来自所述管状元件的流体；

阀，其适于打开和关闭所述排放通道以便允许或阻挡来自所述管状元件的流体的排出。

2.根据权利要求1所述的过滤器制造设备，其中所述管状元件包含适于与所述过滤器材料接触的内部外围表面，且其中所述排放通道具有在所述管状元件的所述内部外围表面中开口的末端，从而排放来自所述管状元件的内部的冷凝液体。

3.根据权利要求1所述的过滤器制造设备，其中所述管状元件包含适于与所述过滤器材料接触的内部外围表面以及流体连通到所述内部外围表面的冷凝物腔，且其中所述排放通道具有在所述冷凝物腔中开口的末端，从而排放来自所述冷凝物腔的内部的冷凝液体。

4.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器制造设备，其中所述排放通道包含流体连接到排放槽的第二末端。

5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器制造设备，其中所述阀配置成以预定频率打开和关闭所述排放通道。

6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器制造设备，其中所述成形装置包含易于测量所述管状元件内的压力的压力传感器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器制造设备，其中所述管状元件包括多个分开的管状元件，所述排放通道在所述过滤器材料的所述纵向输送方向上与所述多个分开的管状元件中的第一个流体连通。

8.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器制造设备，包括：

塑化剂添加单元，其布置在所述管状元件的入口的上游，且适于喷出塑化剂以将所述塑化剂添加到所述过滤器材料。

9.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器制造设备，其中所述管状元件包括锥形部分，使得其内径沿着所述纵向输送方向减小。