專利名稱：用于將物體插入過濾嘴元件的裝置和方法
技術領域：
該專利申請總體上涉及用于制造煙草制品的裝置和方法。更具體而言，該專利申請涉及用于將物體例如膠囊插入煙草制品的過濾嘴元件的裝置和方法。
背景技術：
公開號為W02010/107756的國際專利申請，描述了ー種用于形成在香煙過濾嘴單元的制造中使用的棒的裝置和關聯方法，該國際專利申請通過引用整體地結合于本文中。 通過棒形成単元，將連續供應的過濾嘴材料形成為連續的過濾嘴棒。物體插入單元構造成將多個第一物體和多個第二物體插入連續過濾嘴棒。棒劃分單元構造成沿其縱向軸線以預先確定的間隔將連續過濾嘴棒細分為多個過濾嘴棒部分，使得各過濾嘴棒部分包括設置在其中的至少ー個第一物體和至少ー個第二物體，且第一物體不同于第二物體。公開號為W02010/055120的國際專利申請，描述了ー種用于將物體引入煙制品的裝置，其包括容器，用于提供待引入煙制品的多個物體；可旋轉的輪，用于將物體傳送至一位置，在該位置將物體引入煙制品；傳遞腔室，用于將物體傳遞至可旋轉的輪，傳遞腔室布置在容器和可旋轉的輪之間，并設計成使得物體對齊為單個垂直布置的層；以及用于朝向或沿可旋轉的輪的周面的方向在傳遞腔室內從該單個層移動物體的部件，該國際專利申請也通過引用整體地結合于本文中。由于現有技術中已知的這些和其它裝置的結構和功能，它們通常能夠以小于理想的棒速度操作，例如以約每分鐘85米的最大棒速度操作。

發明內容
本發明目的在于，提供一種以高制造速度可靠地將ー個或多個物體插入煙草棒的過濾嘴元件的裝置和方法。該目的通過用于將ー個或多個物體插入煙草棒的過濾嘴元件的裝置達成，所述裝置包括至少ー個儲存裝置，儲存多個物體，各物體具有預先確定的體積；和至少ー個插入輪，接收儲存在儲存裝置內的物體，和將物體插入至少ー個過濾嘴材料段，至少ー個插入輪的每ー個具有外周，外周上限定有繞外周分布的多個孔穴；其中各孔穴均具有這樣的形狀，即該形狀構造成支承物體中的ー個，且物體的約四分之一至約二分之一之間的體積接收在孔穴內，且物體的體積的剩余部分從孔穴突出至插入輪的外周之上。根據ー個實施例，各孔穴可具有構造成這樣的形狀，即支承物體中的ー個，物體的體積的約三分之一接收在孔穴內，且物體的體積的剩余部分從孔穴突出至插入輪的外周之上。所述裝置可進ー步包括至少ー個尤其是大體上錐狀的舌部(tongue)，該舌部將至少ー個過濾嘴材料段壓縮成大體上圓柱形狀，其中至少ー個插入輪將物體直接插入在舌部中的過濾嘴材料。具體地，所述裝置可進ー步包括將第一過濾嘴材料段壓縮成大體上圓柱形狀的第一舌部；和將第二過濾嘴材料段壓縮成大體上圓柱形狀的第二舌部，第一舌部和第二舌部適于沿大體上平行的路徑引導第一和第二過濾嘴材料段；其中至少ー個插入輪包括接收儲存在至少ー個儲存裝置內的物體和將物體插入第一過濾嘴材料段的第一插入輪，和接收儲存在至少ー個儲存裝置內的物體和將物體插入第二過濾嘴材料段的第二插入輪。根據ー個實施例，第一舌部和第二舌部大體上為錐形，且均包括適于接收各自插入輪的一部分的縫隙。根據ー個實施例，舌部或第一舌部和第二舌部分別在至少ー個插入輪或第一和第二插入輪分別將物體擱放在過濾嘴材料內的區域限定一直徑，且在至少ー個插入輪上的孔穴可支承各物體，直至它們被傳送進入過濾嘴材料的深度等于舌部的直徑的約二分之一，由此使物體在過濾嘴材料內居中。因此，第一和第二插入輪均適于將物體擱放在各自第一和第二過濾嘴材料段內，其深度等于各舌部的直徑的約二分之一。根據ー個實施例，至少一個舌部包括包圍舌部的內部區域的大體上錐形壁部；壁部限定有ー縫隙；且插入輪的一部分延伸穿過縫隙并進入舌部的內部區域。根據ー個實施例，第一插入輪和第二插入輪大體上彼此平行。根據ー個實施例， 第一和第二插入輪上的各孔穴具有構造成這樣的形狀，即支承物體中的ー個，物體的體積的約三分之一接收在孔穴內，且物體的體積的剩余部分從孔穴突出至各自插入輪的外周之上。根據ー個實施例，所述裝置包括直接位于舌部的上游的絲束引導器，絲束引導器限定大體上圓柱或大體上錐形內部空間；且棒狀攪棒(plow)至少部分地位于絲束引導器內，其中在進入舌部之前，絲束引導器和攪棒將過濾嘴材料段折疊成大體上U形或C形。棒狀攪棒的位置可相對于絲束引導器調整。聚集輥可位于舌部的上游，其中聚集輥限定預先折疊過濾嘴材料段的周向輪廓。根據ー個實施例，所述裝置進ー步包括接收來自儲存裝置的物體的第一和第二計量供給輪；和分別接收來自第一和第二計量供給輪的物體并將物體傳送至插入輪上的孔穴的第一和第二中間輪。根據ー個實施例，第一中間輪和第二中間輪可將物體傳送至插入輪上的交替的孔穴。根據ー個實施例，第一和第二中間輪可分別比第一和第二計量供給輪旋轉得更快。根據ー個實施例，第一和第二中間輪可與插入輪以大體上相同的速度旋轉。根據ー個實施例，所述裝置進ー步包括位于第一計量供給輪和第一中間輪之間的第一計量供給引導器，第一計量供給引導器適于將物體中的至少ー個保持在第一計量供給輪上；和位于第二計量供給輪和第二中間輪之間的第二計量供給引導器，第二計量供給引導器適于將物體中的至少ー個保持在第二計量供給輪上。根據ー個實施例，所述裝置進ー步包括將來自儲存裝置的物體供應給第一計量供給輪和第二計量供給輪的至少ー個單個平面饋送腔室。根據另ー實施例，所述裝置包括將來自儲存裝置的物體傳遞給插入輪的至少ー個傳遞腔室，其中傳遞腔室包括內周；和至少ー個空氣源，使物體繞傳遞腔室的內周加速。至少ー個傳遞腔室可包括在內周上限定的物體軌道。至少ー個傳遞腔室可包括將物體傳送給插入輪的交替的孔穴的第一傳遞腔室和第二傳遞腔室。所述裝置可因此包括將來自至少一個儲存裝置的物體傳遞給第一插入輪的第一傳遞腔室，其中第一傳遞腔室包括內周；和大體上平行于第一傳遞腔室的第二傳遞腔室，其中第二傳遞腔室將來自至少一個儲存裝置的物體傳遞給第二插入輪，其中第二傳遞腔室包括內周；和空氣源，使物體繞第一傳遞腔室和第二傳遞腔室的內周加速。根據ー個實施例，空氣源包括第一空氣源，使物體繞第一傳遞腔室的內周加速；和第二空氣源，使物體繞第二傳遞腔室的內周加速。根據ー個實施例，第一和第二傳遞腔室均包括在各自內周上限定的物體軌道。根據ー個實施例，第一和第二傳遞腔室均包括將物體傳送給相應第一和第二插入輪的交替的孔穴的平行的上、下傳遞腔室。根據ー個實施例，所述裝置包括與至少ー個插入輪或者分別與第一和第二插入輪上的多個孔穴關聯的至少ー個空氣源，其中在輸送到過濾嘴材料期間至少一個空氣源在孔穴上施加真空，以將物體吸入孔穴，且在傳送進入過濾嘴材料時至少一個空氣源從孔穴吹出以射出物體。該專利申請還涉及ー種將ー個或多個物體插入煙草棒的過濾嘴元件的方法，所述方法包括運輸至少ー個過濾嘴材料段；將多個物體支承在至少ー個旋轉插入輪的外周上限定的孔穴上，各物體的約四分之一至約二分之一之間的體積接收在相應孔穴內；和將物體傳送進入過濾嘴材料。所述方法可尤其包括運輸大體上平行的第一和第二過濾嘴材料段；將多個物體支承在大體上平行的第一和第二插入輪的外周上的限定的孔穴上，各物體的約四分之一至約二分之一之間的體積接收在相應孔穴內；和從各自第一和第二插入輪將物體傳送進入平行的第一和第二過濾嘴材料段。所述方法可進ー步包括利用至少ー個大體上錐形的舌部將至少ー個過濾嘴材料段壓縮成至少ー個過濾嘴棒；其中將物體傳送進入過濾嘴材料包括通過在舌部上限定的縫隙將物體直接插入在舌部中的過濾嘴材料。過濾嘴材料可限定一直徑，且將物體傳送進入過濾嘴材料的步驟可包括將物體插入至深度為過濾嘴材料的直徑的約二分之一。因此，所述方法可包括利用大體上平行的第一和第二舌部將第一和第二過濾嘴材料段壓縮成大體上平行的第一和第二過濾嘴棒。根據ー個實施例，過濾嘴材料限定一直徑，且將物體傳送進入第一和第二過濾嘴材料段的步驟包括將物體插入至深度為過濾嘴材料的直徑的約二分之一。根據ー個實施例，將物體插入至深度為過濾嘴材料的直徑的約二分之一包括將物體支承在孔穴內，直至它們的深度為過濾嘴材料的直徑的約二分之一。根據ー個實施例，所述方法進ー步包括在一個或多個舌部的上游利用ー個或多個絲束引導器和攪棒將過濾嘴材料折疊為大體上U形或C形。根據ー個實施例，所述方法進ー步包括利用第一計量供給輪和第二計量供給輪從儲存裝置提取物體；和將物體分別從第一計量供給輪和第二計量供給輪傳遞至第一中間輪和第二中間輪，其中第一和第二中間輪分別比第一和第二計量供給輪旋轉得更快。所述方法可進ー步包括交替地將物體從第一中間輪和第二中間輪傳遞至插入輪上的孔穴，其中插入輪與第一和第二中間輪以大體上相同的速度旋轉。所述方法可包括將物體供應至靠近插入輪定位的傳遞腔室；和利用強制空氣使物體繞傳遞腔室的內周加速。所述方法可進ー步包括將物體分別供應至靠近第一和第二插入輪定位的大體上平行的第一和第二傳遞腔室；和利用強制空氣使物體繞第一和第二傳遞腔室的內周加速。根據ー個實施例，第一和第二傳遞腔室均包括上傳遞腔室和下傳遞腔室。根據ー個實施例，可在孔穴中的一個上施加吸力，以在將物體完全插入過濾嘴材料之前，將物體保持在孔穴內；和隨后在物體完全插入過濾嘴材料時可從孔穴吹出空氣，以從孔穴射出物體。根據以下描述、附圖和實例，本發明的更多方面、目的和優勢及示例性實施例的結構和功能將變得明顯。


根據以下附圖，本發明的前述方面、其它特征和優勢將變得清楚，附圖中相同標號總體指示相同、功能類似、和/或結構類似的単元。圖I為根據第一實施例的物體插入器的側視 圖2為圖I的物體插入器的插入輪，間距輪，計量供給輪，和其它元件的側透視圖；
圖3為圖2的一部分的放大 圖4為圖I的插入輪的一部分的側示意圖，顯示了物體由插入器上的孔穴支承；
圖5為圖I的舌部和插入輪的一部分的側透視 圖6為圖I的舌部和插入輪的一部分的另ー側透視 圖7為根據第二實施例的物體插入器的側透視 圖8為圖7的物體插入器的插入輪，加速腔室，和其它元件的側透視圖；和 圖9為圖8的一部分的放大圖；和
圖10為圖7的物體插入器的變型的側透視圖，其包括結合兩根大體上平行的過濾嘴材料段操作的兩個大體上平行的插入輪。
具體實施例方式以下將對本發明的實施例進行詳細描述。在描述實施例中，出于簡明目的，采用特定的術語。然而，本發明不限于所選擇的特定術語。本領域普通技術人員將認識到，不脫離本發明的精神和保護范圍，可采用其它等同零件和其它方法。本文中所有引用文獻通過引用結合于此，如同其各個單獨結合一樣。本發明涉及可用于將物體插入煙制品的裝置和方法，例如在公開號W02010/107756 Al和W02010/055120 Al的國際專利申請中描述的裝置，該兩國際專利申請的全部內容通過引用結合于此。本發明的裝置和方法可用于將物體插入煙制品的元件，例如過濾嘴材料。例如，物體可為珠子，膠囊，或小丸，然而，也可為其它類型的物體。這些物體可用于例如提高香煙的感官品質。具體而言，物體可用作向主流煙霧中增加風味或其它物質的載體。可與本發明結合使用的過濾嘴材料的示例性類型包括醋酸纖維絲束，集合醋酸纖維網，聚丙烯絲束，集合紙，重組煙草條等。參照圖1，顯示了示例性物體插入器10。根據ー個實施例，物體插入器10可位于傳統棒形成単元(未顯示)的上游(圖I右側)。過濾嘴材料可利用過濾嘴材料處理單元12 (例如輸送噴嘴)處理，并經過棒形成單元以形成連續的棒。物體插入器10可與過濾嘴材料處理單元12和/或棒形成単元關聯，以將ー個或多個物體插入在過濾嘴材料的連續長度內或連續的過濾嘴棒中。然后可利用棒切割組件(未顯示)將連續的過濾嘴棒細分為多個棒部分，各棒部分具有位于其中的至少ー個物體。棒部分可收集在收集裝置例如托盤、旋轉收集鼓、運輸系統或類似物中，以便于進ー步處理。根據ー個實施例，棒部分然后可直接輸送至香煙制作機器。本文描述的物體插入器10的各個方面允許比現有技術的物體插入器以更快的速度操作。仍參照圖1，過濾嘴材料處理單元12可從ー對傳送輥14a，14b至與物體插入器10關聯的聚集輥16地計量供給連續段的過濾嘴材料(例如過濾嘴絲束)。根據ー個實施例，聚集輥16可限定預先折疊過濾嘴材料段的周向輪廓，以更有利于物體插入。例如，聚集輥16可限定當過濾嘴材料經過聚集輥16上時對其進行彎折或折疊的大體上U形或V形的周向輪廓，然而，可以為其它結構。聚集輥16可饋送過濾嘴材料至絲束引導器18，然后到達下游舌部20，如圖2、5和6最佳所示。離開舌部20之后，過濾嘴材料通過棒形成単元(未顯示)的剰余部分。以下將詳細討論絲束引導器18和舌部20的更多細節?；氐綀D1，物體插入器10可包括儲存裝置22，例如ー個或多個料箱，其儲存待插入過濾嘴材料的多個物體。根據ー個實施例，物體的形狀可大體上為球形，并可稱為膠囊，然而，可采用其它形狀和構造。為了討論方便，本文將物體總體地稱為"膠囊"。根據ー個實施例，儲存裝置22可將膠囊饋送給一個或多個饋送腔室24、26，饋送腔室24、26又將膠囊饋送給第一和第二計量供給輪28，30。根據ー個實施例，饋送腔室24和/或饋送腔室26包括"單個平面"饋送腔室，其僅饋送單個平面的膠囊至各計量供給輪28,30的外周。例如，經過〃單個平面〃饋送腔室的膠囊可限制為多個膠囊高、和多個膠囊深但僅單個膠囊寬的布置。根據變型實施例(未顯示)，儲存裝置22可將膠囊饋送給ー個饋送腔室，而非所示的兩個，且饋送腔室可轉而將膠囊饋送給單個或多個計量供給輪。儲存裝置22和/或饋送腔室24，26可包括有助于使膠囊從儲存裝置22移動至計量供給輪28、30的振動器或類似裝置。參照圖2和3，詳細顯示了計量供給輪28，30。計量供給輪28，30各自限定有外周28a，30a，外周28a，30a的一部分分別與饋送腔室24，26的下部出口 24a，26a對準定位，參 見圖2。外周28a，30a可各限定一組計量供給輪孔穴32，34，計量供給輪孔穴32，34繞各自外周28a，30a等距分布。計量供給輪孔穴32，34適于接收來自饋送腔室24，26的下部出口24a，26a的膠囊，并且至少部分地將膠囊輸送到計量供給輪28，30內。根據ー個實施例，計量供給輪孔穴32，34的形狀可大體上為圓柱狀，并可限定足以接收全部或一部分相應膠囊的直徑和深度。在圓柱狀的情況下，孔穴可具有等于或稍大于相應膠囊的直徑的深度和直徑，以確保膠囊在孔穴內的準確定位。根據變型實施例，計量供給輪孔穴32，34可為方形，矩形，錐形或本技術領域已知的其它形狀，只要孔穴可安全地和準確地接收和輸送全部或一部分相應膠囊即可?？墒┘诱婵赵?未顯示)至孔穴32，34，以有助于傳遞來自饋送腔室24，26的膠囊，和/或有助于膠囊到達孔穴32，34后保持在其中。仍參照圖2和3，裝置10可包括接收從計量供給輪28，30傳來的膠囊的中間輪36，38。參照圖3,中間輪36, 38可各自限定外周36a, 38a,外周36a, 38a可各自限定繞各自外周36a，38a等距分布的一組中間輪孔穴40，42。中間輪孔穴40，42適于接收來自計量供給輪28，30的膠囊，和至少部分地將膠囊輸送至中間輪36，38內。中間輪孔穴40，42可大體上與以上描述的計量供給輪孔穴32，34相同，本文不進ー步詳細描述?？墒┘诱婵赵?未顯示)至中間輪孔穴40，42，以有助于將來自計量供給輪孔穴32，34的膠囊傳遞至中間輪孔穴40，42，和/或有助于膠囊到達中間輪孔穴40，42后保持在其中。參照圖3，第一計量供給引導器44可位于第一計量供給輪28和第一中間輪36之間。類似地，第二計量供給引導器46可位于第二計量供給輪30和第二中間輪42之間。計量供給引導器44，46可分別有助于在計量供給輪孔穴32，34和中間輪孔穴40，42之間傳遞膠囊。例如，第一計量供給引導器44可遮蓋或封堵第一中間輪孔穴32的一部分及第ー計量供給輪孔穴40的一部分，直至計量供給輪孔穴32對準相應的中間輪孔穴40，或者在計量供給輪孔穴32對準相應的中間輪孔穴40之前不久。第二計量供給引導器46可具有類似布置。對于被計量供給引導器44，46遮蓋的計量供給輪孔穴，可關閉正常情況下施加給計量供給輪孔穴32，34的真空源，和/或利用遮蓋的計量供給輪孔穴32，34導出的噴射空氣替代正常情況下施加給計量供給輪孔穴32，34的真空源。一旦計量供給輪孔穴32，34之一旋轉經過計量供給引導器44，46，且其不再因此被封堵，噴射空氣可將膠囊驅出該計量供給輪孔穴，并同時進入與其對準的中間輪孔穴40，42。結果，與沒有計量供給引導器44，46 相比，計量供給引導器44，46可允許較早地施加將膠囊推出孔穴的噴射空氣，沒有過早將膠囊射出計量供給輪孔穴32，34的風險。因此，將膠囊從計量供給輪孔穴32，34傳遞至中間輪孔穴40，42的速度和一致性可得以改善。仍參照圖2和3，裝置10可包括插入輪50，插入輪50接收來自中間輪36，38的膠囊，并例如當其經過棒形成単元的舌部20時，將膠囊插入過濾嘴材料段。插入輪50可限定外周50a，外周50a具有繞外周50a等距分布的多個插入輪孔穴52。插入輪孔穴52至少部分地接收膠囊和在插入輪50上支承膠囊，以下將更詳細地描述?？墒┘诱婵赵?未顯示)給插入輪孔穴52，以有助于將來自中間輪孔穴40，42的膠囊傳遞至插入輪孔穴52，和/或有助于在膠囊到達中間輪孔穴52后將其保持在其中。以上描述的計量供給輪28，30，中間輪36，38，和插入輪50的布置可有助于物體插入器10的更快操作。例如，計量供給輪28，30可以相對低的速度(例如在外周28a，30a處測量)操作，以確保膠囊從饋送腔室24，26到各個計量供給輪孔穴32，34的一致傳遞。同吋，插入輪50可以高傳送速度將膠囊插入過濾嘴材料，以便于快速制造率。根據ー個實施例，在從計量供給輪28，30傳遞至中間輪36，38吋，間距增加并且速度増加。例如，根據ー個實施例，第一和第二中間輪36，38可比各自計量供給輪28，30旋轉得更快。附加地或替代性地，與計量供給輪孔穴32，34相比，能夠以更大的間距來布置中間輪孔穴40，42。根據ー個實施例，可通過交替地從第一和第二中間輪孔穴40，42到插入輪孔穴52傳遞膠囊而提供更快的速度。例如，第一中間輪36的中間輪孔穴40可傳遞膠囊至插入輪孔穴52，隨后第二中間輪38的中間輪孔穴42可立即傳遞膠囊至下一個插入輪孔穴52，依次類推。在從中間輪36，38傳遞至插入輪50吋，間距增加和/或速度増加。根據ー個實施例，第一中間輪36，第二中間輪38，和插入輪50可大體上以相同速度旋轉，但可采用其它構造。例如，插入輪50可替代性地比第一和第二中間輪36，38旋轉得更快或更慢。以下表格列出了用于物體插入器10的操作的示例性參數ft A^
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當用于形成每個過濾嘴具有四個膠囊的108mm的過濾嘴棒時，利用以上參數的物體插入器10的一個實施例得到毎分鐘大約216米過濾嘴材料的機器速度，毎分鐘輸出2000個過濾嘴(毎分鐘8000個膠囊)。本領域普通技術人員根據該描述將認識到，除以上參數外，還可采用其它參數。盡管圖1-6顯示的實施例具有兩個計量供給輪28，30和兩個中間輪36，38，但是本 領域普通技術人員基于該描述將理解，變型實施例可采用單個計量供給輪和/或單個中間輪。同樣，本領域普通技術人員基于該描述將理解，變型實施例可具有多于兩個的計量供給輪和/或多于兩個的中間輪。而且，盡管圖1-6顯示的實施例包括兩個饋送腔室24，26，但是本領域普通技術人員基于該描述將理解，可使用單個饋送腔室或多于兩個的饋送腔室。參照圖4，詳細顯示了具有插入輪孔穴52的插入輪50的一部分。物體插入器10可設計成操作具有預先確定的形狀和體積的膠囊C。出于描述簡便，本發明將結合球形膠囊C進行描述，然而如上所述，可采用其它形狀和尺寸的膠囊。為了有助于在過濾嘴材料內準確放置膠囊C，插入輪孔穴52可支承膠囊C，使得膠囊C的一部分Cl例如膠囊的約四分之一至約二分之一之間的體積位于孔穴52內，膠囊C的剩余部分C2從孔穴52突出至插入輪50的外周50a之上。結果，插入輪50可手動地將膠囊大體上插入到過濾嘴材料內的理想位置，而不依靠強制空氣將膠囊C"射〃出深孔穴至其理想位置，在放置膠囊C方面得到較好控制和較高精確度，和/或允許較高操作速度。如圖4所示，對于圓柱狀膠囊C，插入輪孔穴52可成形為球形的一部分，然而，可采用其它構造的孔穴52。例如，插入輪孔穴可包括接觸和支承在膠囊C的表面上的不同點的多個離散表面(例如圓柱孔穴的尺寸可定為接收和支承球形膠囊C的一部分)。根據ー個實施例，插入輪孔穴52構造成接收和支承膠囊C的總體積的約三分之一，各膠囊的體積的剰余部分從插入輪孔穴52突出，并在插入輪的外周50a之上。參照圖5和6，顯示了插入輪50將膠囊C直接插入棒形成単元的舌部20的實施例。如圖所示，舌部20可包括大體上錐形形狀的壁，當過濾嘴材料段被拉伸通過舌部20吋，該壁壓縮過濾嘴材料段，使得過濾嘴材料形成為圓柱形狀?？p隙60可沿過濾嘴材料的運動方向延伸通過錐形壁，且插入輪50的一部分可延伸通過縫隙60進入舌部20的內部。該構造的結果是，當過濾嘴材料被舌部20壓縮時，插入輪50可將膠囊C直接放入過濾嘴材料。通過盡可能適當地靠近棒形成點地將膠囊C插入過濾嘴材料，膠囊C可在過濾嘴材料內保持在其理想位置。仍參照圖5和6，插入輪孔穴52可保持與膠囊C接觸，并為膠囊C提供正向支承，直至膠囊C幾乎或完全地移動到過濾嘴材料內的理想位置。例如，參照圖6，舌部20的錐形壁可在膠囊C插入過濾嘴材料的點限定內直徑D，且舌部20可將過濾嘴材料成形為在該點具有大體上相同的直徑。插入輪50和插入輪孔穴52可主動地支承膠囊C，直至插入輪50將膠囊C定位在舌部20內的深度Y，如圖5所示。根據ー個實施例，深度Y可大體上為舌部20的直徑D的二分之一，使得膠囊C大體上擱放在過濾嘴材料內的中心，然而，可采用其它構造。一旦插入輪50和插入輪孔穴52已經將膠囊移動至過濾嘴材料內的理想位置，如圖5和6所示，可選擇性地將正常情況下施加給插入輪孔穴的真空切換為短暫的猛推的正向空氣壓力，以便使從各插入輪孔穴52釋放膠囊C加速。根據ー個實施例，插入輪50的外周50a的線性速度，和因此插入輪孔穴52的線性速度，可大于通過舌部20的過濾嘴材料的線性速度。該布置可導致將膠囊C放置在過濾嘴材料內的更高精確度。仍參照圖5和6，絲束引導器62和棒狀攪棒64可位于舌部20的上游。絲束引導器62可限定大體上錐形或大體上圓柱形的內部空間。攪棒64可在絲束引導器62內縱向延伸，通過絲束引導器62和攪棒64，可在進入舌部20之前將過濾嘴材料預先形成或預先折疊成基本上C形或U形。將過濾嘴材料預先形成為基本上C形或U形的結果是，插入輪50可通過C形或U形過濾嘴材料的開ロ插入膠囊C，使其進入折疊的過濾嘴材料的大致中心。采用該構造后，折疊的過濾嘴材料可以更可靠地將膠囊C保持在過濾嘴材料和制成的過濾嘴內的理想位置。根據ー個實施例，攪棒64的位置例如可沿絲束引導器62的縱向軸線相 對于絲束引導器62進行調整。參照圖7-9，顯示了物體插入器的第二實施例。出于該描述目的，圖7-9的物體插入器110與圖1-6顯示的物體插入器10的不同僅在于從儲存裝置122到插入輪150傳送物體(例如膠囊)的結構和功能。因此，出于討論簡便，與圖1-6的實施例的結構和功能相同或大體上類似的部分將不再重復。參照圖7，物體插入器110可大致包括第一和第二重力饋送器170，172，第一和第二重力饋送器170，172分別將膠囊從儲存裝置122饋送給第一和第二傳遞腔室174，176。盡管未顯示，但基于該描述本領域普通技術人員將明顯知道，開閉器、閥或其它計量供給裝置可用于分別計量供給從儲存裝置122到第一和第二傳遞腔室174，176的膠囊流。盡管圖7顯示的實施例具有兩個重力饋送器170，172和兩個傳遞腔室174，176，但是基于該描述本領域普通技術人員將理解，變型實施例可采用僅ー個重力饋送器和僅ー個傳遞腔室，或者多于兩個的重力饋送器和多于兩個的傳遞腔室。參照圖8，更詳細地顯示了第一和第二傳遞腔室174，176和插入輪150。第一和第ニ傳遞腔室174，176可適于使膠囊C加速至大體上等于插入輪150的外周150a和因此插入輪孔穴(未顯示)的線性速度的速度，有利于當高速度操作時將膠囊C可靠并一致地傳遞至插入輪孔穴。為進一歩利于通過插入輪150高速度傳送膠囊C，第一和第二傳遞腔室174，176可將膠囊C輪流供應至插入輪150中的交替的孔穴152。參照圖8，第一和第二重力饋送器170，172可分別通過入口 178，180將連續供應的膠囊C傳送至第一和第二傳遞腔室174，176的內部。各傳遞腔室174，176限定內周表面182，184，如圖9所示。在圖7-9的實施例中，內周表面182，184大體上呈圓形，然而可采用其它形狀，例如橢圓。參照圖9，內周表面182，184可限定以預先確定的方式繞內周表面引導膠囊C的軌道182a，184a。多個空氣噴嘴186，188，對位于軌道182a，184a中的膠囊C進行作用，分別使膠囊C繞內周表面182，184在軌道182a，184a中加速，直至膠囊C達到大體上等于插入輪150的插入輪孔穴(未顯示)的線性速度的線性速度。
回到圖8，各傳遞腔室174，176可包括沿軌道182a，184a定位的出ロ 190，192 (例如穿過周表面182，184的長形縫隙)。插入輪150的外周150a的一部分可延伸穿過各出ロ190，192。軌道182a，184a可構造成在空氣噴嘴186，188的力的作用下，繞內周表面182，184引導膠囊C，直至膠囊C抵達各自出口 190，192。在抵達各自出口 190，192時，膠囊C可具有等于或接近插入輪150的外周150a的線性速度的線性速度，并將轉移進入插入輪150的插入輪孔穴(未顯示)。施加給插入輪孔穴的真空力可有助于將膠囊C傳遞至插入輪孔穴和將膠囊C保持在插入輪孔穴。此外，根據ー個實施例，刷子(未顯示)可位于各傳遞腔室174，176內的各出口 190，192的后緣190a，192a，以有助于將膠囊C傳遞至插入輪孔穴。此外，空氣噴嘴194，196可分別在各出ロ 190，192導入氣簾，以保護各自出口 190，192和/或吹走可能錯誤地通過出ロ 190，192的多余膠囊C。參照圖10，顯示了物體插入器的第三實施例。出于該描述目的，圖10的物體插入器210與圖7-9顯示的物體插入器110的主要不同之處在于，其包括兩個或多個大體上平行的插入輪250a，250b和安裝在同一基部上的相關的饋送元件。大體上平行的插入輪250a，250b的布置允許將膠囊插入兩個或多個大體上平行的過濾嘴材料段，然而也可采用 非平行的實施例。出于解釋簡便，與圖1-9的實施例的結構和功能相同或大體上類似的部分將不再重復討論。此外，盡管本文參照圖7-9的實施例，描述了用于將膠囊插入兩個或多個大體上平行的過濾嘴材料段的集成的物體插入器的概念，但是可利用圖1-6顯示的結構應用相同的多產線特征。如上所述，圖10的物體插入器210可包括兩個大體上平行的插入輪250a，250b，各插入輪250a，250b可具有與結合圖1_9描述的插入輪相同或類似的構造。例如，各插入輪250a，250b可包括適于支承膠囊C的插入輪孔穴252a，252b，使得膠囊C的一部分例如膠囊的約四分之一至約二分之一之間的體積位于孔穴252a，252b內，膠囊C的剰余部分從孔穴252a，252b突出至各自插入輪250a，250b的外周上方，如上文描述。根據ー個實施例，插入輪孔穴252a，252b可構造成接收和支承膠囊C的總體積的約三分之一，各膠囊的體積的剩余部分從插入輪孔穴252a，252b突出，并位于各自插入輪250a，250b的外周之上。插入輪250a，250b可將膠囊C插入大體上平行的過濾嘴材料段，過濾嘴材料段例如輸送通過大體上平行的舌部220a，220b。舌部220a，220b可具有與如上描述和例如圖I、2、5和6顯示的舌部20相同或類似的構造。如圖10所示，可從ー個或多個傳遞腔室將膠囊饋送給各插入輪250a，250b。例如，上傳遞腔室276a和下傳遞腔室274a可饋送給插入輪250a，且上傳遞腔室276b和下傳遞腔室274b (圖中隱藏)可饋送給插入輪250b，如結合圖7-9所顯示和描述的那樣。根據變型實施例(未具體顯示)，插入輪250a，250b可從大體上平行布置的計量供給輪28、計量供給輪30、中間輪36和中間輪38饋送膠囊，例如如結合圖1-3所顯示和描述的那樣。單個料箱(未顯示)可供應膠囊給所有大體上平行的插入輪250a，250b?；蛘?，獨立料箱(未顯示)可供應膠囊給各插入輪250a，250b，或插入輪的子組。物體插入器210不限于兩個大體上平行布置的插入輪250a，250b，如圖10所示，而是例如可為了滿足輸出需要，具有所希望的很多大體上平行的構造?；谠撁枋霰绢I域普通技術人員將理解，之上討論的結構和操作可用于將ー個或多個物體插入煙草棒的過濾嘴元件的方法。所述結構和操作可用于將物體插入單個過濾嘴材料段，或者多個大體上平行的段。如上所述，相較于現有技術裝置和方法，本文描述的結構和操作可使得速度和可靠度顯著提高。例如，圖1-6顯示的裝置以上述表A所列出的參數操作，以每條線每分鐘約216米過濾嘴材料的速度(每分鐘輸出2000個過濾嘴)，形成單條線的108mm過濾嘴棒，且每個過濾嘴具有四個膠囊，并具有高的一致性和可靠度。該輸出速度明顯比現有技術機器更快，現有技術機器典型地受限于毎分鐘約80米的速度以可靠地制造類似的過濾嘴棒。本領域普通技術人員基于本文將理解，表中參數可改變，以在制備具有不同構造的過濾嘴棒時提供相似的高輸出速度。本說明書圖示和討論的實施例僅用于教導本領域普通技術人員以本發明人所知的制作和使用本發明的最佳方式。本說明書中的任何內容均不應視為限制本發明的保護范圍。所有舉例為示范性和非限制的。根據上述教導，本領域普通技術人員將理解，在不脫離本發明的保護范圍下，可對本發明的以上描述實施例進行修改和變形。應理解，在權利要求和等同物的范圍內而非說明書描述的范圍內，可實施本發明。
標號列表
10物體插入器
12過濾嘴材料處理單元
14a, 14b 傳送棍
16聚集輥
18絲束引導器
20舌部
22儲存裝置
24，26饋送腔室
24a, 26a 下部出口
28，30第一 /第二計量供給輪
28a, 30a 外周
32，34計量供給輪孔穴
36，38中間輪
36a, 38a 外周
40，42中間輪孔穴
44，46第一 /第二計量供給引導器
50插入輪
50a外周
52插入輪孔穴
60縫隙
62絲束引導器
64攪棒
110物體插入器
122儲存裝置
150插入輪
150a外周152插入輪孔穴
170，172第一 /第二重力饋送器
174，176第一 /第二傳遞腔室
178，180入口
182，184內周表面
182a, 184a軌道 186，188空氣噴嘴
190，192出口
190a, 192a后緣
194，196空氣噴嘴
210物體插入器
220a,220b舌部
250a, 250b插入輪
252a，252b插入輪孔穴
274a，274b下傳遞腔室
276a，276b上傳遞腔室
C膠囊。
權利要求
1.一種用于將ー個或多個物體插入至少ー個煙草棒的過濾嘴元件的裝置(10，110，210)，所述裝置(10，110，210)包括儲存多個所述物體的至少ー個儲存裝置(22，122)，各物體具有預先確定的體積；和至少ー個插入輪(50，150，250a，250b)，接收儲存在所述儲存裝置(22，122)內的所述物體，并且將所述物體插入至少ー個過濾嘴材料段，所述至少ー個插入輪(50，150，250a，250b)的每ー個具有外周(50a，150a)，在所述外周(50a, 150a)中限定有繞所述外周(50a，150a)分布的多個孔穴(52，152，252a，252b);其特征在于，各孔穴(52，152，252a，252b)具有這樣的形狀，即該形狀構造成支承所述物體中的ー個，使所述物體的約四分之一至約二分之一之間的體積接收在所述孔穴(52，152，252a，252b)內，所述物體的體積的剩余部分從所述孔穴(52，152，252a，252b)突出至所述插入輪(50，150，250a, 250b)的所述外周(50a, 150a)之上。
2.根據權利要求I所述的裝置(10，110，210)，其特征在于，包括至少ー個舌部(20，220a，220b)，所述至少一個舌部(20，220a，220b)將所述至少ー個過濾嘴材料段壓縮成大體上圓柱形狀，其中所述至少ー個插入輪(50，150，250a，250b)將所述物體直接插入在所述舌部(20，220a，220b)中的所述過濾嘴材料。
3.根據權利要求2所述的裝置(10，111，211)，其特征在于，所述至少一個舌部(20，220a, 220b)在所述至少ー個插入輪(50，150，250a，250b)將所述物體擱放在所述過濾嘴材料內的區域限定一直徑，且所述至少ー個插入輪(50，150，250a，250b)上的所述孔穴(52，152，252a，252b)支承相應的物體，直至所述物體被傳送進入所述過濾嘴材料的深度等于所述舌部的直徑的約二分之一。
4.根據權利要求2所述的裝置(10，110，210)，其特征在于，所述至少一個舌部(20，220a, 220b)大體上為錐形，并包括適于接收所述至少ー個插入輪(50，150，250a，250b)的一部分的縫隙。
5.一種用于將ー個或多個物體插入煙草棒的過濾嘴元件的裝置(10，110，210)，所述裝置(10，110，210)包括儲存多個所述物體的至少ー個儲存裝置(22，122)，各物體具有預先確定的體積；和至少ー個插入輪(50，150，250a，250b)，接收儲存在所述儲存裝置(22，122)內的所述物體，并且將所述物體插入至少ー個過濾嘴材料段，所述至少ー個插入輪(50，150，250a，250b)的每ー個具有外周(50a，150a)，在所述外周(50a, 150a)上限定有繞所述外周(50a, 150a)分布的多個孔穴(52，152，252a，252b);其特征在于，所述裝置(10，110,210)進ー步包括接收來自所述儲存裝置(22，122)的所述物體的至少ー個計量供給輪(28，30)和分別接收來自所述至少ー個計量供給輪(28，30)的所述物體并將所述物體傳送至所述插入輪(50，150，250a，250b)中的所述孔穴(52，152，252a，252b)的至少ー個中間輪(36，38)，其中，尤其是，第一中間輪(36)和第二中間輪(38)將所述物體傳送至所述插入輪(50，150，250a，250b)中的交替的孔穴(52，152，252a，252b)。
6.根據權利要求5所述的裝置(10，110，210)，其特征在于，該裝置為根據權利要求I至4中任一項所述的裝置(10，110，210)。
7.根據權利要求5所述的裝置(10，110，210)，其特征在于，所述至少ー個中間輪(36，38)比所述至少一個計量供給輪(28，30)旋轉得更快，和/或所述至少ー個中間輪(36，38)與所述插入輪(28，30)相比以大體上相同的速度旋轉。
8.根據權利要求5所述的裝置(10，110，210)，其特征在于，所述裝置(10，110，210)進一歩包括位于所述至少ー個計量供給輪(28，30)和所述至少ー個中間輪(36，38)之間的至少ー個計量供給引導器(44，46)，所述計量供給引導器(44，46)適于將所述物體中的至少ー個保持在所述計量供給輪(28，30)中。
9.一種用于將ー個或多個物體插入至少ー個煙草棒的過濾嘴元件的裝置(110，210)，所述裝置(110，210)包括儲存多個所述物體的至少ー個儲存裝置(122)，各物體具有預先確定的體積；和至少ー個插入輪(150，250a，250b)，接收儲存在所述儲存裝置(122)內的所述物體，并且將所述物體插入至少ー個過濾嘴材料段，所述至少ー個插入輪(150，250a,250b)的每ー個具有外周(150a)，在所述外周(150a)上限定有繞所述外周(150a)分布的多個孔穴(152，252a，252b)，其特征在于，所述裝置(110，210)進ー步包括將所述物體從所述儲存裝置(122)傳遞至所述插入輪(150，250a，250b)的至少ー個傳遞腔室(174，176，274a，274b，276a，276b)，其中所述傳遞腔室(174，176，274a，274b，276a，276b)包括內周(182，184);和使所述物體繞所述傳遞腔室(174,176, 274a, 274b, 276a, 276b)的所述內周(182，184)加速的至少ー個空氣源(186，188)。
10.根據權利要求9所述的裝置(110，210)，其特征在于，該裝置為根據權利要求I至9中任一項所述的裝置(110，210)。
11.根據權利要求9所述的裝置(110，210)，其特征在于，所述至少一個傳遞腔室(174，176，274a，274b，276a，276b)包括限定在所述內周(182，184)中的物體軌道。
12.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述至少一個傳遞腔室(174，176，274a，274b，276a，276b)包括將所述物體傳送至所述至少ー個插入輪(150，250a，250b)中的交替的孔穴(152，252a，252b)的第一傳遞腔室(174，274a，274b)和第二傳遞腔室(176，276a，276b)。
13.根據權利要求I所述的裝置(10，110，210)，其特征在于，所述裝置(10，110，210)進ー步包括與在所述至少ー個插入輪(50，150，250a，250b)中或分別在所述第一和第二插入輪(250a, 250b)中的所述多個孔穴(52，152，252a，252b)關聯的空氣源(194，196)，其中在輸送到所述過濾嘴材料期間，至少ー個所述空氣源(194，196)在所述孔穴(52，152，252a，252b)施加真空以將所述物體抽吸進入所述孔穴(52，152，252a，252b)，且在將所述物體傳送進入所述過濾嘴材料時，至少ー個所述空氣源(194，196)從所述孔穴(52，152，252a，252b)吹出以射出所述物體。
14.ー種將ー個或多個物體插入至少ー個煙草棒的過濾嘴元件的方法，所述方法包括運輸至少ー個過濾嘴材料段；將所述多個物體支承在至少ー個旋轉插入輪(50，150，250a，250b)的外周(50a，150a)上限定的孔穴(52，152，252a，252b)中，各物體的約四分之一至約二分之一之間的體積接收在相應的孔穴(52，152，252a，252b)內；以及將所述物體傳送進入所述過濾嘴材料。
15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法進ー步包括利用至少ー個大體上錐形的舌部(20，220a，220b)將所述至少ー個過濾嘴材料段壓縮成至少ー個過濾嘴棒，其中將所述物體傳送進入所述過濾嘴材料包括通過在所述舌部(20，220a，220b)中限定的縫隙￠0)將所述物體直接插入在所述舌部(20，220a，220b)中的所述過濾嘴材料。
16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述過濾嘴材料限定一直徑，且將所述物體傳送進入所述過濾嘴材料的步驟包括將所述物體插入至深度為所述過濾嘴材料的直徑的約二分之一，和/或在所述舌部(20，220a，220b)的上游利用絲束引導器￠2)和攪棒(64)將所述過濾嘴材料折疊成大體上U形或C形。
17.ー種將ー個或多個物體插入至少ー個煙草棒的過濾嘴元件的方法，所述方法包括運輸至少ー個過濾嘴材料段；將多個所述物體支承在至少ー個旋轉插入輪(50)的外周(50a)上限定的孔穴(52)中，和將所述物體傳送進入所述過濾嘴材料，其特征在于，所述方法包括利用第一計量供給輪(28)和第二計量供給輪(30)從儲存裝置(22)提取所述物體；和將所述物體分別從所述第一計量供給輪(28)和第二計量供給輪(30)傳遞至第一中間輪(36)和第二中間輪(38)，其中所述第一和第二中間輪(36，38)分別比所述第一和第二計量供給輪(28，30)旋轉得更快。
18.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，該方法為根據權利要求14所述的方法。
19.根據權利要求17所述的方法，其特征在干，進ー步包括交替地將所述物體從所述第一中間輪(36)和所述第二中間輪(38)傳遞至所述插入輪(50)中的所述孔穴(52)，其中所述插入輪(50)與所述第一和第二中間輪(36，38)以大體上相同的速度旋轉。
20.ー種將ー個或多個物體插入至少ー個煙草棒的過濾嘴元件的方法，所述方法包括運輸至少ー個過濾嘴材料段；將所述多個物體支承在至少ー個旋轉插入輪(150，250a，250b)的外周(150a)上限定的孔穴(152，252a，252b)中，和將所述物體傳送進入所述過濾嘴材料，其特征在干，進ー步包括將所述物體供應至靠近所述至少ー個插入輪(150，250a,250b)定位的至少ー個傳遞腔室(174，176，274a，274b，276a，276b);和利用強制空氣使所述物體繞所述至少ー個傳遞腔室(174,176, 274a, 274b, 276a, 276b)的內周(182，184)加速。
21.根據權利要求20所述的方法，其特征在于，該方法為根據權利要求14所述的方法。
22.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，進ー步包括在所述孔穴(52，152，252a，252b)中的一個上施加吸力，以在將所述物體完全插入所述過濾嘴材料之前將所述物體保持在所述孔穴(52，152，252a，252b)中；和在將所述物體完全插入所述過濾嘴材料后從所述孔穴(52，152，252a，252b)吹出空氣以從所述孔穴(52，152，252a，252b)射出所述物體。
全文摘要
本發明提供用于將一個或多個物體插入煙草棒的過濾嘴元件的裝置(10，110，210)，包括儲存多個物體的儲存裝置(22，122)，各物體具有預先確定的體積；插入輪(50，150，250a，250b)，接收儲存在儲存裝置(22，122)內的物體，和將物體插入過濾嘴材料段，插入輪(50，150，250a，250b)具有外周(50a，150a)，在外周上限定有繞外周分布的多個孔穴(52，152，252a，252b)。各孔穴具有這樣的形狀，即該形狀構造成支承物體中的一個，且物體的約四分之一至約二分之一之間的體積接收在孔穴內。物體的體積的剩余部分從孔穴突出至插入輪的外周之上。還描述了將一個或多個物體插入煙草棒的過濾嘴元件的方法。
文檔編號A24D3/02GK102687908SQ201210079479
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月23日 優先權日2011年3月25日
發明者R.阿米斯, S.亨利, W.霍夫曼 申請人:豪尼機械制造股份公司