用于利用顆粒材料填充空腔的設備和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于利用顆粒材料填充空腔的設備和方法。具體地，本發明涉及用于在用于吸煙制品的過濾嘴元件的制造中使用的這種設備和這種方法。
【背景技術】
[0002]在用于吸煙制品的過濾嘴元件的制造過程中，過濾嘴成型件之間的空腔可被填滿例如諸如活性炭之類的顆粒材料。通常，為了執行空腔的受控填充，吸力被通過包裝紙施加于該空腔。然而，該方法在使用具有低透氣性的包裝材料(例如塑料膜)時是不適當的。
[0003]因此，需要一種能夠對空腔進行可靠的填充的設備和方法。特別地，需要在具有低透氣性的包裝材料用于包裹住空腔的情況下的這種設備和方法。
【發明內容】
[0004]根據本發明的一方面，提供了一種用于利用顆粒材料填充空腔的設備。該設備包括傳送帶，該傳送帶包括孔口。該孔口適于容置顆粒材料并用于通過該傳送帶分配顆粒材料。該設備還包括呈第一引導輪和第二引導輪的形式的第一引導元件和第二引導元件，用于輸送和引導該傳送帶。第一引導輪和第二引導輪被布置成彼此相距一定的距離并使得該傳送帶包括設置在第一引導輪與第二引導輪之間的直帶部分。此外，鄰近于該傳送帶的下側還設置保持元件，用于在孔口達到第一引導輪處的傳遞位置之前將該孔口保持被封閉住。保持元件和直帶部分還被設置成使孔口中的顆粒材料能夠被通過重力在傳遞位置處進行分配并且優選地同時該孔口處于直帶部分中。當該傳送帶通過該保持元件時，該保持元件將該孔口的下部開口保持成被封閉住。由此，該孔口形成袋，在該袋處，可對顆粒材料進行供應，并將其保持住，直到該保持元件為該孔口的下部開口解除阻擋(deblock)并且可從該孔口分配顆粒材料為止。在根據本發明的設備中，顆粒材料被通過第一弓I導輪傳遞到傳送帶。
[0005]優選地，該直帶部分沿下游方向始于該傳遞位置處。顆粒材料可在該傳遞位置中被分配到鄰近于孔口設置的空腔中。優選地，該空腔被沿著該直帶部分平行于孔口并以與該孔口基本上相同的速度進行引導。然而，根據該孔口和該空腔的尺寸，空腔的速度和孔口的速度可以有所不同，從而在孔口與空腔之間產生相對速度。這在空腔與孔口的外部尺寸相比是大致較長的情況下會是有利的。
[0006]在傳送帶中設置孔口用于將顆粒材料分配到鄰近于該孔口設置的空腔中有助于對該空腔進行填充。顆粒材料從該孔口傳遞到空腔中所發生的時間會由此被延長。當以高速運轉設備，如以高速半連續地填充空腔，例如填充一連串的桿狀元件中的空腔時，這是特別有效的。此外，顆粒材料從孔口的分配會受到被動力(例如重力)的影響，另外得到該設備的總體振動的支持。在己知方法中，顆粒材料從孔口到空腔的傳遞被限制于傳遞位置。在本領域中己知的裝置中，物質轉移可僅發生于單個傳遞位置處，在該單個傳遞位置處，該孔口和用于接收顆粒材料的空腔在時間和空間方面重合。根據本發明，顆粒材料不僅在傳遞位置而且沿著直帶部分從孔口分配。這樣一來，傳遞顆粒材料所發生的時間可適應于例如顆粒材料特性、結構要求等。
[0007]主動輸送意指在該傳遞位置處可省略掉如吸力或氣流。由此，可以簡化該設備的結構。再者，降低了顆粒材料被吹走的可能性。此外，特別是在將具有低透氣性的包裝材料用于圍繞或形成該空腔時，也可應用空腔填充方法。就將具有低透氣性包裝材料用于圍繞或形成該空腔而言，無需用于在該傳遞位置處將顆粒材料立即傳遞到該空腔的吸力，這是由于該填充過程并不局限于該傳遞位置。因此，根據本發明的方法是特別適用的，盡管并不限于形成或部分形成空腔的具有低透氣性的包裝材料。
[0008]在本發明中，對空腔進行的填充、即顆粒材料從孔口傳遞到該空腔中可基本上僅通過重力進行，這是由于顆粒材料傳遞到空腔中的傳遞過程的持續時間被延長。
[0009]優選地，該直帶部分被水平地設置。為此，作用在孔口中的顆粒材料上的重力可用于在最大程度上清空該孔口。然而，該直帶部分也可被設置在與精確的水平位置偏離的位置中，從而仍然將重力用于從孔口分配顆粒材料。例如，該直帶部分可具有相對于水平軸線傾斜的位置。例如，前傾角或后傾角可高達15度。
[0010]將顆粒材料通過第一引導輪傳遞到傳送帶使得能夠例如在沿著該第一引導輪引導該傳送帶的同時，容易且迅速地填充該傳送帶中的孔口。特別地，它允許通過孔口的設置在該傳送帶的一側上的開口來填充該孔口并且通過設置在該傳送帶的相對側上的開口來排出顆粒材料。由此，可對用于填充該空腔并用于清空該空腔的孔口進行優化。例如，考慮到填充和清空，孔口可以是不對稱的。例如，孔口可被設置有較大的填充口和較小的排出口，例如開口可以是漏斗形的。例如，填充口可以是大的以有助于對孔口進行填充，并且該孔口的排出口可適應于顆粒材料將被排放到其中的空腔的尺寸，以便能夠將顆粒材料精確地傳遞到該空腔中。排出口可例如具有與該空腔相同的尺寸或者可小于該空腔。通過經由第一引導輪填充該孔口，顆粒材料在該傳送帶中行進的距離以及為此顆粒材料的總行進距離都可被維持于最低限度。為此，材料的潛在損耗或該設備的弄臟或整個設施的弄臟可被維持于最低限度。通過該第一引導輪將顆粒材料傳遞到該傳送帶可例如以設置在第一引導輪中的供應腔室的形式實現。它可例如也通過供應通道(例如供應管)來實現，該供應通道被引導到第一引導輪中，使得顆粒材料可被通過該第一引導輪傳遞到該傳送帶。
[0011]優選地，傳送帶是一種被圍繞第一引導輪和第二引導輪設置的閉環式環狀帶。在利用閉環式環狀帶時，傳送帶的引導以及孔口的填充和清空可被以連續的方式并在閉環系統中執行。這有利地簡化了根據本發明的設備的設立。例如，當利用環狀帶時，僅一個引導輪必須適于作為驅動輪，而任何其它的引導輪均可以是從動輪。
[0012]根據本發明，一個或若干孔口可被設置在傳送帶中。優選地，在該傳送帶中設置有多個孔口。相鄰孔口之間的距離優選地與相鄰空腔之間的距離相對應。空腔優選地被設置在一連串的桿狀元件(例如諸如過濾嘴成型件之類的過濾嘴元件)中。
[0013]在根據本發明的設備中，優選地是，孔口的尺寸與待被分配到空腔中的顆粒材料的數量相對應。然而，孔口的尺寸也可容納少量顆粒材料，該數量大致少于完全填充空腔所需要的數量。而是，孔口中的顆粒材料的數量可以是用于填充空腔的例如至少10%到30%的顆粒材料的數量。為了獲得完全填充的空腔，例如在仍然將顆粒材料供應到該孔口的同時，可以開始將顆粒材料從孔口分配到該空腔中。
[0014]優選地，孔口的形狀是具有比下部開口大的上部開口的漏斗的形狀，在那里，上部開口起到填充口的作用而下部開口起到排出口的作用。該漏斗的下部開口的形狀和尺寸或以其它方式成形的孔口的形狀和尺寸限定了流出孔口的顆粒材料的流動。這種下部開口可例如呈圓形的或橢圓形的形狀并具有傾斜邊緣以便有助于將顆粒材料分配出該孔口并分配到該空腔中。盡管該孔口的下部開口的大致呈圓形的或橢圓形的形狀會是優選的，因為這樣的開口是相對易于制造的，但可容易地設想到其它形狀，例如矩形或三角形。取決于由根據本發明的設備處理的顆粒材料的尺寸和形狀，不同的形狀會是有利的。
[0015]根據本發明，顆粒材料指的是離散的顆粒或指的是作為單個產品(individualitem)的小物體，例如疏松物質、粉末、微粒、膠囊及其混合物或可由根據本發明的設備和方法進行處理的相似物體。優選地，顆粒材料由微粒制成或由作為基本上呈球形的物體的小物體制成。優選地，微粒或小物體具有介于約0.2mm與約1.5mm之間、更為優選地介于約0.3mm與約0.8mm之間的直徑或伸長度。優選地，該基本上呈球形的物體是膠囊。優選地，該膠囊包含顆粒材料或液體。優選地，液體是香料并且顆粒材料是活性炭微粒。優選地，該膠囊是可壓碎的或者是熱不穩定的，即該膠囊可在施加足夠高的壓碎強度、足夠多的熱量或其它足夠的釋放裝置時釋放出其內容物。
[0016]優選地，顆粒材料包括活性炭和香料膠囊，例如可從日本的Rengo公司獲得的Viscopearls?。優選地，顆粒材料包括介于約30%至約70%之間的活性炭和介于約70%至約30%之間的香料膠囊。
[0