專利名稱：用于把物體裝入卷煙過濾器里的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及可點(diǎn)燃抽吸的制品，尤其涉及具有過濾器的可點(diǎn)燃抽吸的制品。
本發(fā)明的背景流行的可點(diǎn)燃抽吸的制品，如卷煙，具有一個(gè)大體上圓柱形的桿狀結(jié)構(gòu)并包括一個(gè)諸如切碎的煙草(例如切成填充物的形狀)之類的可生煙材料的卷狀或柱狀充裝物(charge)，充裝物的外面包裹著一層紙，以形成所謂的“可點(diǎn)燃生煙的桿狀物”或“煙草桿狀物”。典型地，卷煙具有一個(gè)以頭頂頭關(guān)系與煙草桿狀物對(duì)準(zhǔn)的圓柱形過濾嘴。典型地，該過濾嘴包括用甘油三乙酸酯塑化的乙酸纖維素絲束(tow)。而這個(gè)絲束的外面又包著一層稱為“填塞物包皮”的紙質(zhì)材料。一支卷煙可配具有一個(gè)包括多個(gè)過濾段的過濾嘴，各個(gè)過濾段之一可包括活性炭顆粒。典型地，過濾嘴是被用稱為“過濾嘴紙”的外接包裹材料連接于煙草桿狀物的一端。還有一種好的作法，就是在過濾嘴材料和填塞物包皮上做出許多小孔，以便在吸煙時(shí)吸進(jìn)一些環(huán)境空氣來沖淡主流煙氣(mainstream smoke)。Davis等人1999年發(fā)表的文章“Tobacco Production，Chemistry and Technology”中有關(guān)于卷煙及其各個(gè)組成部分的描述。吸煙者先把卷煙的一端點(diǎn)著并使煙草桿狀物燃燒，然后，通過抽吸卷煙的另一端(例如過濾端)把主流煙氣吸進(jìn)其嘴里。
通過對(duì)煙草施加添加物和/或把某些香料加入到卷煙的各個(gè)組成部分里，可增強(qiáng)卷煙煙氣的感覺屬性(sensory attribute)。這方面，請(qǐng)參見R.J.Reynolds煙草公司的Leffingwell等人1972年發(fā)表的論文“Tobacco Flavoring for SmokingProducts”。例如，一種煙草香料添加物是薄荷腦。參見文獻(xiàn)Borsche，Rec.Adv.Tob.Sci.，19，p.47-70，1993。迄今所提出的、用于改變卷煙的感覺屬性的各種方法都建議把過濾嘴作為把香味添加到卷煙的主流煙氣里去的載體。Jupe等人的美國專利申請(qǐng)2002/0166563提出把吸附物質(zhì)和香味釋放原料放在卷煙的過濾器里。Xue等人的美國專利申請(qǐng)2002/0020420提出把細(xì)小顆粒狀的的吸附物質(zhì)/吸收物質(zhì)放在過濾器里。Dube等人的美國專利4,941,486和Green，Jr.等人的美國專利4,862,905提出把含有香料的片丸制劑放在卷煙的過濾器里。Tiggkelbeck等人的3,972,335、Owens，Jr.的4.082,098、Woods等人的4.729,391以及Thesing等人的5.012,829等美國專利中都揭示了加有香料制劑的卷煙過濾器的其它代表性型式。
現(xiàn)在已經(jīng)提出了具有可調(diào)整的過濾嘴的卷煙，這種卷煙允許吸煙者選擇可摻混到主流煙氣中的香味的程度。這方面，可參見例如Kallianos等人的美國專利4,677,995和Patron等人的美國專利4,848,375。所提出的某些卷煙可被巧妙地利用，據(jù)說是為了使卷煙的各過濾嘴適應(yīng)不同的嗜好，借以改變主流煙氣的性質(zhì)或味道。這方面，可參見Homburger的3,297,038、Karalus的3,339,557、Boukar的3,410,242、Seyburn的3,508,558、Carty的3,513,859、Kindgard的3,596,665、Cohen的3,669,128以及Grossman的4.126,141等美國專利。提出的某些卷煙具有裝在其過濾嘴里的包囊，并且據(jù)說是，當(dāng)這類包囊破裂時(shí)其內(nèi)含物可釋放入過濾嘴里，借以改變通過過濾嘴的主流煙氣的性質(zhì)和味道。這方面，參見例如Waterbury的3,339,558、Carty的3,336,121、Irby，Jr.等人的3,390,686、Leake的3,428,049、Harlow等人的3,547,130、Carty的3,575,1809、Dock的3,602,231、Dock的3,625,228、Horsewell等人的3,635,226、Dock的3,685,521、Brooks等人的3,916,914、Walker的3,991,773以及Tateno等人的4,889,144等美國專利。Kim的PCT WO 03/009711提出一種有過濾器的卷煙，這種卷煙具有至少一個(gè)放在卷煙的過濾器段里含有芳香物質(zhì)的包囊，并且據(jù)說是，對(duì)包囊施加壓力就可使包囊破裂而把芳香物質(zhì)排放入過濾器里，以此來改變吸煙者在吸煙過程中經(jīng)歷的煙草味道。所提出的某些卷煙具有放在它們的各個(gè)過濾嘴里的幾個(gè)包囊，并且據(jù)說是，當(dāng)這些包囊破裂時(shí)它們的內(nèi)含物就釋放入各個(gè)過濾嘴，用于在卷煙被熄滅之后消除過濾嘴的臭味。這方面，參見MacAdam等人的美國專利申請(qǐng)2003/0098033。
市場上銷售的“Rivage”牌卷煙已經(jīng)包括一個(gè)具有圓柱形塑料容器的過濾器，容器里裝有水或香料溶液。Tamaoki等人的美國專利4,865,056和5,331,981中描述了“Rivage”牌卷煙的代表性卷煙，這兩個(gè)專利都轉(zhuǎn)讓給了日本煙草公司。據(jù)說是，在施加外力時(shí)過濾器里面的圓柱形包囊可被變形，隨后包囊的一個(gè)薄壁部分被擠破，包囊里的液體就釋放入過濾器的相鄰部分。
現(xiàn)在已經(jīng)能夠買到“Aquafiller”牌的卷煙嘴。Shaw的3,797,644、Goldstein的4,003,387和Kaye的4,046,153等美國專利都描述了“Aquafiller”牌產(chǎn)品的代表性的卷煙嘴，這些專利都轉(zhuǎn)讓給了Aquafiller Corporation公司。這些專利提出一種一次性使用的卷煙嘴，可把卷煙的嘴叼端(mouth end)插進(jìn)這種卷煙嘴里，據(jù)說，通過這種卷煙嘴抽吸的煙氣將通過用水浸潤的過濾材料。Smith等人的美國專利5,724,997已經(jīng)提出了一種適用于連接到卷煙的嘴叼端上的一次性過濾嘴。據(jù)說，裝在這種一次性過濾嘴里的包含香料的包囊可被擠破而把其中的香料釋放出來。
顯然，吸煙者對(duì)各種能提供令人愉快的感覺經(jīng)歷的、含有不同香味的卷煙是感興趣的。某些吸煙者可能偏愛能夠選擇性地提供多種不同香味的卷煙，這取決于吸煙者的即刻愿望。吸煙者可根據(jù)他在當(dāng)時(shí)所希望的特定香味或希望在吸煙經(jīng)歷中改變香味來選擇這種卷煙的香味。例如，在吸煙經(jīng)歷中改變香味可使吸煙者以吸進(jìn)一股清新的香味諸如薄荷腦或留蘭香來結(jié)束一支卷煙。因此，提供一種能夠按照吸煙者的意愿提供不同的感覺經(jīng)歷的卷煙是符合需要的。
某些吸煙者還可能喜歡能夠在一個(gè)吸煙經(jīng)歷結(jié)束時(shí)選擇性地釋放出某種除臭劑的卷煙。這樣的制劑可用于確保吸煙者在結(jié)束了抽吸一支卷煙之后那支被抽的卷煙的余下部分能夠發(fā)出一種令人愉悅的香氣。因此，提供一種能夠尤其按照吸煙者的意愿釋放出某種除臭劑的卷煙是符合需要的。
某些吸煙者可能喜歡能夠選擇性地濕潤、冷卻或改變由卷煙產(chǎn)生的主流煙氣的性質(zhì)或特性的卷煙。由于可用于煙氣發(fā)生反應(yīng)的制劑是揮發(fā)性的并且會(huì)隨著時(shí)間蒸發(fā)，這些制劑對(duì)煙氣的品質(zhì)的影響可能要求在接近抽煙開始之前注入這些制劑。因此，提供一種能夠按照吸煙者的意愿選擇性地濕潤、平緩或冷卻由卷煙產(chǎn)生的煙氣的卷煙是符合需要的。
使吸煙者能夠增強(qiáng)其吸煙經(jīng)歷將是特別符合需要的。就是說，提供一種能夠選擇性地提供一種以可以控制的方式改變由卷煙產(chǎn)生的主流煙氣的性質(zhì)和特性的方式或方法是符合需要的。特別是，提供一種能夠釋放出某種用以增強(qiáng)主流煙氣的感覺屬性(例如使煙氣具有香味)的制劑的卷煙將是符合需要的。能夠以可與現(xiàn)代的自動(dòng)化卷煙制造設(shè)備匹配的高生產(chǎn)率生產(chǎn)這樣的卷煙將是符合需要的。
本發(fā)明的概要本發(fā)明提供一種用于生產(chǎn)用在可點(diǎn)燃抽吸的制品的制造中的桿狀物的設(shè)備和方法，每個(gè)桿狀物具有沿著其長度以預(yù)定的間隔安裝于其內(nèi)的多個(gè)物體。
這種設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例包括一第一可轉(zhuǎn)動(dòng)部件，該第一可轉(zhuǎn)動(dòng)部件具有用于支承許多單個(gè)物體的水平的盤和圍繞所述盤的圓周以預(yù)定的間隔設(shè)置的許多頂桿。這些頂桿各具有一在其上端的物體座(object seat)并受一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，在水平盤繞一中心線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可使所述物體座在處于所述盤之下的一位置與處于所述盤之上的一位置之間上升和下降。這種設(shè)備還包括用于把各個(gè)物體以預(yù)定的間隔定位在供給的過濾材料里的裝置。較佳的是，這種設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)部件，該構(gòu)件具有沿著其圓周表面以預(yù)定的間隔定位的許多凹洞。
這種方法的一個(gè)實(shí)施例包括以下步驟連續(xù)地供給許多單個(gè)的物體，其作法是把許多物體支承在一水平的盤上并轉(zhuǎn)動(dòng)所述盤，使在所述盤上的許多孔里的許多頂桿升高到所述盤平面以上而頂升坐落在桿端的物體；把所述物體定位在供給的所述過濾材料里；以及，成形其內(nèi)部具有以預(yù)定的間隔定位的各個(gè)物體的一連續(xù)的桿狀物。較佳的是，定位步驟的一個(gè)實(shí)施例包括把物體從頂桿傳送到在垂向轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件上的一第一位置并把物體從該第一位置轉(zhuǎn)到在過濾材料的坯料里的一第二位置。
下面參照附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的這些和其它實(shí)施例。
若干附圖的簡要說明

圖1是煙草桿狀物制造設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，它包括過濾纖維絲束加工單元的一部分、包囊源、包囊裝入單元(capsule insertion unit)以及煙草桿狀物成形單元(rod-forming unit)；圖2是包囊裝入單元的一部分的放大立體圖；圖3是圖2的包囊裝入單元的傳送圓盤的立體圖，圖中表示傳送圓盤的一部分被切掉了；圖4是圖3的傳送圓盤的凸輪塊和頂桿的放大立體圖；圖5是凸輪塊和頂桿的一個(gè)替代實(shí)施例的放大立體圖；圖6是圖2的包囊裝入輪(capsule insertion wheel)的分解立體圖；圖7是用于圖6的裝入輪的安裝殼(mounting housing)被切掉一部分之后的放大立體圖8是帶有一個(gè)就位的包囊的一包囊座(capsule seat)的分解立體圖，它用于圖6的包囊裝入輪；圖9、10和11是用于圖6的包囊裝入輪的一包囊座的幾個(gè)替代實(shí)施例的分解立體圖；圖12是包囊裝入單元的一部分的放大立體圖，表示出包囊裝入輪和纖維絲束導(dǎo)筒；圖13是包囊裝入單元的一部分的放大立體圖，表示出過濾纖維絲束和包囊在過濾材料里的放置位置；圖14是包囊裝入單元的第一個(gè)替代實(shí)施例的立體圖；圖15是包囊裝入單元的第二個(gè)替代實(shí)施例的立體圖；圖16是包囊裝入單元的第三個(gè)替代實(shí)施例的立體圖；圖17是包囊裝入單元的第四個(gè)替代實(shí)施例的立體圖，其中這一單元的一部分被切掉了；圖18是沿著圖17中的線18-18剖取的圖17的包囊裝入單元的剖面圖；圖19是圖18中的頂桿的放大剖視圖；圖20是圖19的頂桿和推桿的頂部的放大剖視圖；圖21是桿狀過濾器(filter rod)的縱剖視圖，包括過濾材料和以預(yù)定并可控制的間隔定位在過濾材料里的諸包囊；以及圖22是一個(gè)卷煙的縱剖視圖，這支卷煙具有可點(diǎn)燃抽吸的材料的桿狀物和與之同軸對(duì)準(zhǔn)的、內(nèi)部裝有一個(gè)包囊的過濾嘴。
本發(fā)明的詳細(xì)描述下面，通過說明一個(gè)球形包囊的裝入來描述用于把物體裝到卷煙的過濾器里去的設(shè)備和方法的一個(gè)較佳實(shí)施例。雖然被裝入的物體最好是球形包囊，但熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人可以理解，按照本發(fā)明的創(chuàng)意，也可把具有相同或不同形狀的其它物體裝入卷煙過濾器。所以，應(yīng)該把所說的包囊理解為是示例性的而不是限制本發(fā)明。在不同的附圖中類似的標(biāo)號(hào)標(biāo)示類似的零件。
參照?qǐng)D1，示例性的煙草桿狀物制造設(shè)備10包括桿狀物成形單元12和用于把物體以預(yù)定的間隔裝入一個(gè)連續(xù)的過濾材料段16的包囊裝入單元14。連續(xù)的過濾材料段是由諸如儲(chǔ)存包、鼓輪之類的一個(gè)材料源(未示)供給。一般地說，過濾材料是用過濾材料加工單元18加工的。有了已經(jīng)以預(yù)定的間隔裝入其中的物體的連續(xù)的過濾材料段16被送過桿狀物成形單元12，借以形成連續(xù)的桿狀物20，連續(xù)的桿狀物20可被切斷裝置22切割成許多桿狀物段24，由收集盤26或其它適當(dāng)?shù)氖占b置把這些桿狀物24段收集起來?？梢允骨袛嘌b置22與諸如一可視檢查單元的包囊檢查裝置28同步，以便能在精確的位置切割連續(xù)的桿狀物20，這樣就能把各個(gè)物體或稱包囊準(zhǔn)確地定位在各個(gè)桿狀物段24里。
按照本發(fā)明，桿狀過濾器、過濾桿段和過濾嘴的生產(chǎn)以及用這些桿狀過濾器、過濾桿段和過濾嘴制造卷煙，可用于迄今已經(jīng)用于提供卷煙過濾器、卷煙的多段式過濾器和具有過濾器的卷煙的各種型式的桿狀物成形單元12進(jìn)行。卷煙的多段式桿狀過濾器可以用德國漢堡的Hauni-Werke Korber & Co.KG公司以商標(biāo)名稱Mulfi銷售的卷煙桿狀過濾器制造裝置制造。也可類似地采用其它型式的市售桿狀過濾器制造設(shè)備，諸如Hauni-Werke Korber & Co.KG公司的KDF-2型或法國的Decoufle公司的Decoufle型設(shè)備。
可以用常規(guī)型式的或適當(dāng)改型的卷煙桿狀物處理設(shè)備，諸如Hauni-WerkeKorber & Co.KG公司的Lab MAX，MAX，MAX S或MAX 80型過濾器制造設(shè)備處理六聯(lián)的、四聯(lián)的和兩聯(lián)的桿狀過濾器。參見例如Erdmann等人的3,308,600、Heitmann等人的4,281,670、Reuland等人的4,280,187以及Vos等人的6,229,115等美國專利中揭示的各種型式的設(shè)備。
再看圖1，連續(xù)的過濾材料16被供入桿狀物成形單元12。過濾材料16可以是用作卷煙的煙氣過濾器的任何材料。較佳的是用傳統(tǒng)的卷煙過濾材料，諸如乙酸纖維素絲束、集聚的乙酸纖維素坯料、聚丙烯絲束、集聚的乙酸纖維素坯料、集聚的紙、再造的煙草的縷絲等等。最佳的是諸如細(xì)絲狀的乙酸纖維素絲束、諸如聚丙烯的聚烯烴絲束等等。例如，用纖細(xì)度為3支并且總支數(shù)為35,000支的乙酸纖維素絲束可制成很適用的桿狀過濾器。作為另一個(gè)例子，用纖細(xì)度為8支且總支數(shù)為40,000支的乙酸纖維素絲束也可制成很適用的桿狀過濾器。作為再一些例子，參見Neurath的3,424,172、Cohen等人的4,811,745、Hill等人的4,925,602、Takegawa等人的5,225,277以及Arzonico等人的5,271,419等美國專利中揭示的各種過濾材料。
過濾材料的至少一部分一般是液體的吸收劑，因此它能夠吸收從裝在絲束材料里的包囊釋放出來的各種液體的有效載荷物組份(payload component)，以便吸煙者抽吸(或允許包囊釋放出來的各種成份在整個(gè)過濾嘴里運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)移)。例如，可以用如美國北卡羅來納州Winston-Salem市的Arjay Equipment Corp.公司銷售的E-60設(shè)備的常規(guī)的過濾絲束加工單元加工如乙酸纖維素的細(xì)絲狀絲束。也可以類似地采用市場上銷售的其它型式的設(shè)備，這是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人周知的。這樣的設(shè)備的一部分在圖1中用標(biāo)號(hào)26標(biāo)示。通常是采用現(xiàn)有技術(shù)把如甘油三乙酸酯的塑化劑應(yīng)用于細(xì)絲狀的絲束。對(duì)于熟悉卷煙過濾器設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的人，可用于制造過濾嘴的其它適當(dāng)?shù)牟牧鲜呛苊黠@的。
具有多組成部分的過濾器的其它類型的卷煙也可采用按照本發(fā)明制造的、代表性的、含有包囊的幾個(gè)過濾段的型式。例如，本發(fā)明的含有包囊的各過濾段可應(yīng)用于Blarklay的5,360,023、Gentry等人的5,396,909、Banerjee等人的5,718,250等美國專利、Jupe等人的美國專利申請(qǐng)2002/0166563以及Xue等人的PCT WO03/047836中揭示的那些類型的卷煙的多組成部分過濾器。Berger的美國專利4,046,063、4,064,791、4,075,936、4,357,950以及4,508,525中揭示了關(guān)于用于制造其它類型的過濾嘴的方法和設(shè)備的附加信息，那些過濾嘴可改型為包含各種包囊。以上提到的各專利和專利申請(qǐng)本文皆引用之。
再看圖1，連續(xù)的過濾材料16被桿狀物成形單元12的拉動(dòng)而通過導(dǎo)筒30，并且各包囊被以預(yù)定的間隔裝入過濾材料的坯料里。過濾材料進(jìn)一步走進(jìn)桿狀物成形單元12的集聚裝置32。集聚裝置32可以具有一個(gè)舌頭和喇叭口結(jié)構(gòu)、一個(gè)集聚漏斗結(jié)構(gòu)(gathering funnel configuration)、填裝器或噴射輸送器結(jié)構(gòu)等等。舌頭32用于把來自導(dǎo)筒30的圓柱形復(fù)合料進(jìn)一步集聚、壓實(shí)、轉(zhuǎn)變或成形為大體上的圓柱形(即桿狀)，借以使過濾材料的連續(xù)延伸的縷絲或細(xì)絲基本上沿著所形成的圓柱體的縱向軸線延伸。
已經(jīng)被壓實(shí)成圓柱形復(fù)合料的過濾材料被送入桿狀物成形單元12。圓柱形復(fù)合料被送進(jìn)包裹機(jī)構(gòu)34，包裹機(jī)構(gòu)34包括環(huán)狀外飾層輸送帶36或其它外飾裝置。由諸如傳送帶輪或協(xié)同動(dòng)作的鼓筒之類的前進(jìn)機(jī)構(gòu)38使外飾層輸送帶36連續(xù)地縱向前進(jìn)，以便把圓柱形復(fù)合料輸送通過包裹機(jī)構(gòu)34。包裹機(jī)構(gòu)34給圓柱形復(fù)合料的外表面包上一層條形包裹材料40，從而生產(chǎn)出連續(xù)的被包裹了的桿狀物20。
條形包裹材料40來自于可轉(zhuǎn)動(dòng)的料卷42。被從料卷42拉出的包裹材料繞過一系列的導(dǎo)輥后從導(dǎo)筒30的下面通過，而進(jìn)入桿狀物成形單元12的包裹機(jī)構(gòu)34。環(huán)狀外飾層輸送帶36以縱向延伸方式輸送包裹材料條和圓柱形復(fù)合料，同時(shí)使包裹材料包裹住圓柱形復(fù)合料。包住過濾材料的包裹材料是可以改變的。這方面，參見例如Martin的美國專利4,174,7129。典型地，包裹材料是市場上可買到的多孔的或非多孔的紙，并且在這一行業(yè)里被稱之為“plug wrap(桿狀物包覆紙)”。示例性的高度多孔的桿狀物包覆紙是Schweitzer Maudit International公司銷售的Porowrap Plug Wrap 17-M1、33-M1、45-M1、65-M9、95-M9、150-M4、260-M4以及260-M4T。
由包裹材料的裕邊搭接部分形成的縫具有在涂覆區(qū)域44涂覆于其上的粘接劑(例如熱熔性粘接劑)，以使包裹材料能夠形成包在過濾材料上的筒狀套?；蛘撸梢跃驮诎牧线M(jìn)入包裹機(jī)構(gòu)34的外飾層或?qū)?0的上游涂覆熱熔性粘接劑，這里的情況就是如此?？梢杂眉だ錀l(chill bar)46使粘接劑快速冷卻而固化。應(yīng)該理解也可以用各種其它的貼封裝置和其它類型的粘接劑來形成連續(xù)的被包裹的桿狀物。
從貼封裝置出來的連續(xù)的被包裹的桿狀物20被切割組件22以規(guī)則的間隔切割成許多具有所希望的預(yù)定長度的小段，切割組件22包括旋轉(zhuǎn)切割器、非常鋒利的割刀等等。特別希望的是，切割裝置不要把桿狀物的圓柱形狀擠扁了或?qū)ζ洚a(chǎn)生不利的影響。應(yīng)該相對(duì)于把包囊插進(jìn)連續(xù)的過濾材料坯料里的速率來控制切割組件22在預(yù)定點(diǎn)切割連續(xù)的桿狀物的速率。在一個(gè)實(shí)施例中，切割組件22由桿狀物制造設(shè)備的驅(qū)動(dòng)組件通過齒輪直接驅(qū)動(dòng)。在另一實(shí)施例中，切割組件22具有自己的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，而該馬達(dá)與桿狀物成形單元的驅(qū)動(dòng)組件同步，并且通過耦合于包囊檢查裝置28進(jìn)行反饋控制，以便在包囊裝入位置發(fā)生錯(cuò)位時(shí)對(duì)切割組件的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人來說，很容易想象出一種適當(dāng)?shù)姆绞剑瑏斫堰B續(xù)的桿狀物切割成許多具有所需長度的小段以及把所需數(shù)目的包囊以預(yù)定的間隔定位在各小段桿狀物里所需要的正確定時(shí)。
為了下一步用，一個(gè)接一個(gè)的或許多桿狀物24被集合在一個(gè)集合裝置36里，該集合裝置36可以是一盤，一轉(zhuǎn)動(dòng)鼓或類似的東西。如果需要，可把桿狀物直接輸送到卷煙制造機(jī)。以這種方式，每分鐘可制造1,400小段、每段長度約為100mm的桿狀物。
包囊裝入單元14包括一個(gè)輪子形狀的可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48，這個(gè)構(gòu)件可被任選地保持在一個(gè)弧形罩50里就位。包囊裝入單元14還包括料斗52和/或其它傳送裝置54，用于把包囊供給到可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48，或者說是為包囊提供一到可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48的通路，在一個(gè)實(shí)施例中，可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48也被稱為裝入輪。在一個(gè)實(shí)施例中，可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48由聯(lián)接于桿狀物制造設(shè)備10的主驅(qū)動(dòng)組件的皮帶輪56和皮帶58來驅(qū)動(dòng)。在另一實(shí)施例中，可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48有一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，該馬達(dá)與主驅(qū)動(dòng)組件同步或受其控制。
請(qǐng)看圖2，它較詳細(xì)地描述了包囊裝入單元14的一個(gè)實(shí)施例。傳送裝置54包括一轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送圓盤60。該傳送圓盤60有一個(gè)水平的盤62，該盤的頂面上有一系列凹槽或溜槽，用于使包囊到達(dá)該盤的周邊，圍繞這個(gè)盤的圓周均勻地布置有許多孔64。每個(gè)孔里有一頂桿，每個(gè)頂桿可把一個(gè)包囊頂升到一個(gè)恰巧定位在孔64上方的傳送管66里。各個(gè)傳送管圍繞著傳送圓盤60的管形環(huán)68緊固于傳送圓盤60。如該圖所示，傳送管66可把包囊從盤62引導(dǎo)到一位置，這個(gè)位置在徑向是處在傳送圓盤60的圓周之外并且是傳送圓盤60的下方，以便把包囊傳送到可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48。在傳送管66的底部有一個(gè)接球器70，該接球器70是傳送管66里的一個(gè)窄的約束，它能夠把包囊對(duì)中地定位在傳送管66的底部。接球器70的下面設(shè)有一個(gè)固定的擱板72，用于把包囊保持在傳送管66里，直到包囊可被傳送到可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48。
在這一實(shí)施例中，可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48是一裝入輪74，該裝入輪74具有許多圍繞其圓周均勻布置的凹洞。裝入輪74被定位成在它和傳送管66的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中它的外周表面可使凹洞延軸向?qū)?zhǔn)傳送管66的底部。
在運(yùn)行中，包囊被從供料斗52輸送到傳送圓盤60的盤62。隨著傳送圓盤60轉(zhuǎn)動(dòng)，離心力使包囊運(yùn)動(dòng)到盤62的周邊，在周邊包囊集聚在孔64的上端處。隨著傳送圓盤60轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)孔里的、與孔的端面齊平的頂桿向上升起并俘獲一個(gè)包囊，把該包囊頂升到預(yù)定的在各傳送管66下面的最高點(diǎn)。頂桿可以借助通過頂桿施加的真空來吸住包囊。當(dāng)包囊達(dá)到其最高點(diǎn)以及傳送管66對(duì)準(zhǔn)擱板72時(shí)，對(duì)頂桿供給正壓空氣，把包囊向上吹入傳送管66并下落到接球器(ball catcher)70上。隨著傳送圓盤60進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，包囊沿著擱板72運(yùn)動(dòng)并在其終點(diǎn)落進(jìn)裝入輪74的一凹洞75。裝入輪74和傳送圓盤60被驅(qū)動(dòng)而同步地轉(zhuǎn)動(dòng)，所以每個(gè)傳送管66能對(duì)準(zhǔn)裝入輪74上的一個(gè)凹洞75。傳送圓盤60和裝入輪74可由一單個(gè)馬達(dá)通過齒輪傳動(dòng)而同步轉(zhuǎn)動(dòng)，或者，各有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置但進(jìn)行伺服控制以達(dá)到兩者的同步。下文將會(huì)說明，隨著裝入輪74轉(zhuǎn)動(dòng)，被保持在凹洞75里的包囊被帶到與導(dǎo)筒30里的過濾材料16相接觸，隨后，在那里包囊被從凹洞76推出而被裝入集聚的過濾材料。
由于傳送圓盤60的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力，以及借助盤62的表面上的溜槽，包囊均勻地分布于盤頂板的外周。較佳的是，使傳送圓盤60的轉(zhuǎn)速足以匹配于桿狀物成形單元的最大生產(chǎn)速率。圖1描述的典型的桿狀物成形單元每分鐘可制造達(dá)2,000個(gè)四聯(lián)的卷煙桿狀過濾器(也就是8,000個(gè)卷煙過濾器)。為了便于與桿狀物成形單元的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)裝置同步以及使設(shè)備的尺寸便于管理，裝入輪74的圓周上最好是具有16個(gè)凹洞76，而傳送圓盤60具有32個(gè)頂桿。這樣用2比1的齒輪傳動(dòng)比很容易做到這兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的直接齒輪傳動(dòng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，作為傳送裝置的一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)式傳送圓盤60是一個(gè)以最小應(yīng)變或應(yīng)力傳送包囊并有很高的生產(chǎn)率的好辦法。傳送圓盤60可把一堆包囊分離成單個(gè)的包囊并把它們以恰當(dāng)?shù)拈g隔送入系統(tǒng)，進(jìn)而送到過濾材料。可以用較大直徑的傳送圓盤60和裝入輪74來降低包囊的傳送速度和加速度，以降低包囊的應(yīng)變和應(yīng)力。但是，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人應(yīng)能理解尺寸限制可能是取決于市場上能買到的、典型的桿狀物制造設(shè)備周圍的可用空間。
請(qǐng)看圖3，它表示出傳送圓盤60的一個(gè)放大立體圖，它的一部分被切掉了。傳送圓盤60具有在頂上的一水平盤62。從該盤62的中心延徑向延伸出一系列凹槽或溜槽78。這些溜槽為包囊延徑向運(yùn)動(dòng)到盤62的周邊提供了淺的通道。每個(gè)溜槽78的端部的中心線上有一個(gè)孔64。每個(gè)孔64里有一個(gè)包囊頂桿80。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，頂桿80是一個(gè)空心管，其頂端被切出有許多釋放槽口(reliefslot)82。在對(duì)諸頂桿施加真空時(shí)，諸釋放槽口82允許空氣從包囊的旁邊流過而進(jìn)入頂桿。隨著傳送圓盤60轉(zhuǎn)動(dòng)，諸頂桿80上升和下降。在以桿84表示的頂桿升起的最大高度處，對(duì)頂桿80供給一正壓空氣，把包囊從頂桿頂端吹走而進(jìn)入如圖2所示的傳送管66。
再看圖3，暴露出傳送圓盤60的內(nèi)部的切口表示出一個(gè)通向傳送圓盤60的底部的一真空通道88的一真空進(jìn)口86。該真空通道88較佳地沿著傳送圓盤60的圓周延伸超過半個(gè)圓周，以使諸頂桿80與真空通道88連通而能具有吸力來“俘獲”包囊，并把包囊頂升到傳送管66?？拷敆U最大升程的最高點(diǎn)，真空通道88截止了，并且頂桿80運(yùn)動(dòng)到一個(gè)與正壓空氣供給口連通的位置，這個(gè)供給口是設(shè)置在傳送圓盤60的底面上。
諸頂桿80是由凸輪驅(qū)動(dòng)而上升和下降。安裝在滾珠軸承92和止推軸承94里的驅(qū)動(dòng)軸90連接于盤62，而盤62連接于傳送圓盤60的圍裙96。盤62和傳送圓盤圍裙96都繞固定的凸輪轂98轉(zhuǎn)動(dòng)，而凸輪轂98包括傳送圓盤60的底。凸輪轂98具有開在其側(cè)壁102上的一凸輪滑槽100。該凸輪滑槽100形成一個(gè)圍繞凸輪轂98的圓周的連續(xù)的路徑，并決定著各頂桿80的升起和落下。每個(gè)頂桿80固定有一凸輪塊104和一凸輪隨動(dòng)件106。該凸輪塊104用兩個(gè)緊定螺釘固定于頂桿80，而該凸輪隨動(dòng)件106用螺栓110緊固于凸輪塊104。隨著盤62轉(zhuǎn)動(dòng)，在凸輪滑槽100里的凸輪隨動(dòng)件106在傳送圓盤60轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使頂桿80隨著在凸輪轂98的側(cè)壁里的凸輪滑槽100的上升、下降而升高、降低。傳送圓盤60的那些孔64里最好是設(shè)置銅襯套114，以便圍繞盤62的周邊和圍裙96定位各個(gè)頂桿80并引導(dǎo)它們的垂向運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)在來看圖4，它描繪了圖3的頂桿80和凸輪的實(shí)施例的詳細(xì)的立體圖。頂桿80具有在其頂端的釋放槽口82，頂桿80頂端做成為內(nèi)倒角或凹面，以便為包囊提供一坐落表面112，使包囊能夠在從頂桿80的底端施加的真空的作用下停留在頂桿80的頂端。凸輪塊104定位在頂桿80上并用兩個(gè)緊定螺釘108固定在位。凸輪隨動(dòng)件106處在凸輪滑槽100里。凸輪塊104的側(cè)面120與傳送圓盤60的圍裙96里的導(dǎo)槽97協(xié)作，以阻止凸輪塊組件繞頂桿80的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
現(xiàn)在來看圖5，它表示出頂桿和凸輪塊的另一實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，頂桿80具有與上述類似的釋放槽口82和包囊坐落表面112。凸輪塊包括一組輪子116，它們可在凸輪塊導(dǎo)槽97里上下運(yùn)動(dòng)。包括輪子1 16的凸輪塊用一機(jī)械螺釘118固定于頂桿80。一凸輪從動(dòng)輪107定位成毗鄰于輪子116。
現(xiàn)在來看圖6，其以分解立體圖描繪了這一實(shí)施例的包括裝入輪74的可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48。如上所述，裝入輪74具有一系列均布于其外周表面的凹洞76。這些凹洞76是鉆通輪子的小孔并與輪子的中心孔連通。每個(gè)凹洞76的徑向端部里塞進(jìn)一包囊座122。該包囊座122一般是空心且內(nèi)部為多肋結(jié)構(gòu)的，能給包囊提供一個(gè)凹座或搖籃，以便在輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能留住包囊。下面還將更詳細(xì)地說明包囊凹座的幾個(gè)不同的實(shí)施例。
裝入輪74是安裝在一驅(qū)動(dòng)軸124上并用螺栓固定于一安裝突緣126。一組螺栓128從外面穿過裝入輪74把裝入輪74固定于該安裝突緣126。該驅(qū)動(dòng)軸124插裝在一組滾珠軸承130和134里，軸承里有襯套132，滾珠軸承130和134是以傳統(tǒng)的方法安裝在軸承座138里。隔圈136與沒有表示的驅(qū)動(dòng)部件協(xié)作。軸承座138包括一真空口140，它連通于切入軸承座轂部144的外圓周表面的一真空通道142。軸承座138上設(shè)有一正壓空氣供給口146，該供給口146在一單個(gè)點(diǎn)連通于軸承座轂部144，這個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)凹洞76所在的位置，以便把過濾材料裝入該凹洞76里。把裝入輪144套在軸承座轂部144上，使裝入輪144的內(nèi)表面148可在軸承座轂部144上轉(zhuǎn)動(dòng)，并使裝入輪74的各凹洞76對(duì)準(zhǔn)真空通道142。驅(qū)動(dòng)軸124對(duì)中地安裝在軸承座138里，能夠使裝入輪74對(duì)中于軸承座轂部144而保持軸承座轂部144和內(nèi)表面148之間具有一個(gè)小的空氣間隙，這樣，這些部件之間就沒有接觸。這樣，在軸承座138和裝入輪74之間設(shè)置一個(gè)真空密封件，而無需在這兩個(gè)部件之間設(shè)置軸承、襯套或其它接觸密封件。沿著軸承座138的外周設(shè)置有諸腰形螺栓孔150，它們便于調(diào)整軸承座138對(duì)桿狀物制造設(shè)備10上的支承架(未示)的安裝。
現(xiàn)在來看圖7，它表示出軸承座138的詳細(xì)的立體圖，并且它的一部分被切掉了?？梢钥匆娫谇锌诓糠?，真空口140通過在軸承座138的背面鉆出的一通路152連通于真空通道142。也是從該圖可看出正壓空氣供給口146連通于鉆出的空氣供給通路152，而通路152連通于空氣推出口156。在運(yùn)行中，隨著裝入輪74相對(duì)于軸承座138轉(zhuǎn)動(dòng)，各個(gè)凹洞76圍繞真空通道142轉(zhuǎn)動(dòng)，施加于包囊座122的真空把包囊吸住于其上。在各個(gè)凹洞76轉(zhuǎn)過空氣推出口156時(shí)，把真空轉(zhuǎn)換為正壓空氣，正壓空氣把包囊推入過濾材料。
現(xiàn)在來看圖8，它表示出一包囊座122的一個(gè)實(shí)施例。包囊座122是一帶具有諸內(nèi)部突起160的空心管158，諸內(nèi)部突起160可把包囊支承在包囊座122里。包囊300和包囊座122的內(nèi)表面之間具有空氣間隙162。在對(duì)裝入輪74里的包囊座122下面的凹洞76施加真空時(shí)，這個(gè)空氣間隙允許空氣從包囊座122的各個(gè)側(cè)面流過。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果沒有這個(gè)空氣間隙，包囊可能由于氣體動(dòng)力學(xué)的原因被卡在包囊座122里，并且難以從包囊座122里出來而進(jìn)入過濾材料。因此，最好是在裝入輪74上的各個(gè)凹洞76里設(shè)置包囊座122。這種較佳的包囊座包括包囊與包囊座的內(nèi)壁之間的一空氣間隙。這種空氣間隙允許空氣從包囊周圍流過而幾乎不會(huì)使包囊變形。較佳的是，包囊坐在肋條或突起的頂上，包囊的頂點(diǎn)一般是與裝入輪74的外徑表面齊平。并且，最好是具有尺寸足夠大的空氣間隙，使包囊座的各個(gè)肋條或突起之間的氣路直接暴露，以使得在正壓空氣取代真空時(shí)容易把包囊從凹洞里推出去。包囊座122可以用硬塑料或聚合物材料制造，諸如聚醚醚酮(PEEK)或尼龍?；蛘撸易梢允墙饘俚?、陶瓷的或復(fù)合結(jié)構(gòu)的。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人能夠理解，有許多種其它的材料適用于制造包囊座。
請(qǐng)看圖9、10和11，它們分別表示出包囊座的一個(gè)替代實(shí)施例。圖9描繪的包囊座164具有六個(gè)徑向均布的內(nèi)部肋條166，它們支承著一個(gè)包囊300。圖10描繪的包囊座168具有四個(gè)內(nèi)部突起170，或者說是具有四個(gè)通過鉆通一個(gè)實(shí)心的棒料而形成的通路171。圖11描繪的包囊座172具有四個(gè)內(nèi)部肋條174。在每一種情況中，包囊座的內(nèi)徑都大于包囊的外徑，以便包囊的周圍具有空氣間隙，其必要性上面已經(jīng)說明了。
再看圖6，所示的包囊裝入單元包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子74，沿著該輪子的外周表面以預(yù)定的相等間隔成形有一系列凹洞76。輪子的外周表面上的凹洞76的數(shù)目一般取決于把包囊細(xì)束(strand)引入凹洞的方式、輪子相對(duì)于過濾材料的進(jìn)給速率的轉(zhuǎn)速以及所希望的各個(gè)包囊在桿狀過濾器里的間距。例如直徑約為4.2英寸(107mm)的輪子可以有16個(gè)凹洞，各凹洞中心之間的距離是相等的，為21mm。作為另一個(gè)例子，直徑約為6.22英寸(158mm)的輪子也可以有16個(gè)凹洞，各凹洞中心之間的相等距離是31mm。輪子74的直徑是可以改變的。典型地，輪子的直徑由這樣一些因素決定，諸如在其外圓周表面上的凹洞的形狀、間距和數(shù)目以及所要求的輪子的轉(zhuǎn)速。對(duì)于涉及用于可點(diǎn)燃抽吸的制品的桿狀過濾器的制造的大多數(shù)應(yīng)用場合，輪子的直徑最好是約4英寸到約8英寸。輪子74可用預(yù)回火的冷軋鋼或同類的材料制造。
裝入輪74的寬度可按照這樣一些因素確定，諸如按照本發(fā)明制造的、連續(xù)的桿狀過濾器的周長以及包囊的直徑。一般說來，裝入輪74的寬度是指輪子的外周表面的寬度。輪子的寬度為0.25英寸是特別有利的。這樣寬度的輪子可以方便地用于周長為25mm的桿狀物的制造。每個(gè)凹洞的直徑小于輪子的外圓周表面的寬度，并且典型地是由進(jìn)入凹洞的包囊的直徑來決定(也就是凹洞的直徑大于包囊和包囊座的直徑)。
弧形罩50(見圖1和12)被定位成作為包在裝入輪74的外周表面上的輪緣，并且與輪子表面之間有間隔，以不妨礙輪子自由轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)看圖12，弧形罩50在一包囊進(jìn)入沿著裝入輪74的外圓周表面的各相繼凹洞(如上面討論的那樣)的引入點(diǎn)之后罩住輪子74?；⌒握?0沿著裝入輪74的外周表面延伸到接近一個(gè)包囊可以方便地從凹洞76出來并進(jìn)入過濾材料里的區(qū)域(如上面已經(jīng)詳細(xì)討論的那樣)。典型地，在包囊被從凹洞釋放出來的區(qū)域裝入輪74的外圓周表面不全被弧形罩50遮蓋。較佳的是，弧形罩50上裝有一個(gè)犁刀或瓦形片176，它能夠分開或分離過濾材料的坯料以確保包囊能夠被很好地定位在過濾材料里(如上面已經(jīng)詳細(xì)討論的那樣)。弧形罩50可用預(yù)回火的冷軋鋼或同類的材料制造。
可以控制過濾材料的坯料的供給速率、包囊裝入單元的裝入輪的轉(zhuǎn)速以及包囊的供給速率，使成形的包囊以所希望的預(yù)定間隔定位在過濾材料的坯料里。具體地說，傳送裝置54的包囊供給速率、包囊在每個(gè)凹洞76里的定位、裝入輪74的轉(zhuǎn)速以及隨后包囊在制成的桿狀過濾器里的定位都應(yīng)與過濾材料16被供入桿狀物成形單元12的速率同步。對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人，顯然了解用于控制包囊的供給、裝入輪的轉(zhuǎn)速以及過濾材料的供給的其它適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)配置。
希望包囊300在被裝入過濾材料的坯料之前被很好地保持在每個(gè)凹洞里。具體地說，弧形罩50和犁刀176的相對(duì)于每個(gè)凹洞76的像輪緣一樣的性質(zhì)以及弧形罩50和犁刀176的內(nèi)表面與包囊的外表面之間的相對(duì)緊靠的間距，再與施加真空和正壓空氣推出相組合，使得每個(gè)包囊能夠被保持在各自的凹洞里，較佳地不會(huì)在凹洞里延縱向移動(dòng)，直到每個(gè)包囊被定位在過濾材料的坯料里。
請(qǐng)看圖12，過濾材料16的連續(xù)的坯料被供給而通過導(dǎo)槽或?qū)?0(表示為部分地切掉了)。導(dǎo)筒30接收一扁束的過濾材料坯料并逐漸地使坯料變成一般看來為圓柱形的復(fù)合料。弧形罩50的犁刀176可把過濾材料犁開或分開，使包囊300可被定位或放置在過濾材料的坯料里的所希望的位置。在絲束到達(dá)犁刀的最端頭部分時(shí)，絲束的運(yùn)動(dòng)起作用而把自身合攏成一個(gè)圓柱形復(fù)合料，這個(gè)復(fù)合料已把幾個(gè)包囊包含在其內(nèi)所希望的位置。一個(gè)適當(dāng)?shù)睦绲兜淖畲罄缛肷疃茸詈檬羌s0.25英寸。
包囊被保持在凹洞里直到弧形罩50不再遮蓋裝入輪的位置，在該位置包囊在通過軸承座138施加的空氣推力的幫助下被放入過濾材料的坯料里，就像上面已經(jīng)說明的那樣。以這種方式，重力的作用是有幫助的，并且包囊被迫從選擇的凹洞里出來而進(jìn)入過濾材料的坯料里的所希望的位置。正壓空氣可以是來自一個(gè)氣源(未示)，諸如工廠的空氣源或其它適當(dāng)?shù)臍庠?。?duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人，顯然了解用于確保每個(gè)包囊在所希望的位置從每個(gè)凹洞里出來的其它技術(shù)方法(例如用機(jī)械的或氣動(dòng)的柱塞)。
請(qǐng)看圖13，導(dǎo)筒30(其頂上的一部分被切掉了)的一端有一相對(duì)較寬的開口178，它便于過濾材料16的進(jìn)入。開口的適當(dāng)尺寸是高約0.52英寸、寬約2.5英寸。導(dǎo)筒30的適當(dāng)長度是約5.5英寸。導(dǎo)筒30的空心的內(nèi)部形狀應(yīng)使過濾材料形成看上去像一個(gè)圓柱的復(fù)合料。該圓柱形復(fù)合料的適當(dāng)直徑是約9/16英寸。具體地說，導(dǎo)筒30的內(nèi)部是一個(gè)空心區(qū)域或空洞，以使過濾材料可從其中通過。導(dǎo)筒30具有一個(gè)沿著其頂面縱向延伸的通槽180，它允許轉(zhuǎn)動(dòng)的裝入輪74和弧形罩50(該圖中未示)伸入到過濾材料的坯料里并把各個(gè)包囊300放入坯料里的所希望的位置。對(duì)于長度為約5.5英寸的導(dǎo)筒30，這個(gè)通槽的適當(dāng)長度是約4英寸。在一種適當(dāng)?shù)那闆r下，犁刀176伸入通槽180內(nèi)，犁刀的刀尖到導(dǎo)筒30的空心內(nèi)部的底面的距離約為1/8英寸。圓柱形復(fù)合料182被桿狀物成形單元的接收裝置接收(下文將討論)。以這種方式，一系列的包囊300、302和304被以預(yù)定的間隔定位在圓柱形復(fù)合料182里，這種圓柱形復(fù)合料從導(dǎo)筒30里出來而進(jìn)入如一舌板的一集聚裝置(未示)。Green等人的美國專利4,862,905中揭示了類似的導(dǎo)筒，其內(nèi)容被本文引用之。
現(xiàn)在來看圖14，它表示出包囊裝入單元14的一個(gè)替代實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，傳送圓盤184被支承在一個(gè)支架186上，而這個(gè)支架可定位在桿狀物制造設(shè)備10的前面(圖1)。傳送圓盤184類似于圖3中描繪的傳送圓盤60。隨著傳送圓盤184的轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著傳送圓盤184的圓周的一系列頂桿80升高和降低。當(dāng)頂桿80處在其最高或頂點(diǎn)位置84并且就在傳送管190的下面時(shí)，正壓空氣把在先前被保持在真空度中的頂桿端部的包囊從頂桿推出并迫使包囊走過傳送管190而達(dá)到一裝入犁刀(insertion plow)192。該裝入犁刀192定位在集聚的過濾材料16的上面，而過濾材料16正處在導(dǎo)筒30是位置(見圖1)。圍著傳送圓盤的頂部的圍裙188使各個(gè)包囊留在傳送圓盤的頂板上。圍裙188的高度足以留住預(yù)定量的被供給到傳送圓盤的包囊。
請(qǐng)看圖15，它表示出包囊裝入單元14的另一實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，一可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48包括如前所述的一裝入輪74和軸承座138。軸承座138固定于一支承板194。一供料斗196也固定于支承板194。供料斗196接收包囊并把它們放置于裝入輪74的圓周的一部分。依靠施加于裝入輪74的凹洞76的真空，當(dāng)凹洞轉(zhuǎn)動(dòng)到面對(duì)供料斗196時(shí)凹洞就抓住包囊。隨著裝入輪74轉(zhuǎn)動(dòng)，包囊被帶到過濾材料并被推入在導(dǎo)筒里的過濾材料集束流，就像前面已經(jīng)說明的那樣。
請(qǐng)看圖16，它表示出包囊裝入單元14的再一個(gè)替代實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，如前面所述的具有一裝入輪74的一可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48是安裝在支承板194上。一包囊供給通道198安裝于在支承板194上的裝入輪74的上面。包囊沿著供給通道198流動(dòng)并接觸裝入輪74。包囊可以以連續(xù)流的方式循環(huán)地流到供料斗，以維持包囊在供給通道上的供給。隨著裝入輪74轉(zhuǎn)動(dòng)，施加于凹洞76的真空吸住來自供給通道的包囊。隨著裝入輪74轉(zhuǎn)動(dòng)，被真空吸住的包囊落入裝入輪74下面的導(dǎo)筒30里的過濾材料中。
請(qǐng)看圖17，它表示出包囊裝入單元14的再一個(gè)替代實(shí)施例，其一部分被切掉了。在這一實(shí)施例中，水平布置的可轉(zhuǎn)動(dòng)部件200是安裝在一平臺(tái)210上。并列于水平布置的可轉(zhuǎn)動(dòng)部件200，如前面所述的具有裝入輪74的垂向布置的可轉(zhuǎn)動(dòng)部件48被定位成能夠逐個(gè)地接收從可轉(zhuǎn)動(dòng)部件200傳送來的包囊。傳送圓盤60的驅(qū)動(dòng)軸表示為連接于一支架210上的一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)212，當(dāng)然，對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人，可以改用任何已知的適當(dāng)裝置來使傳送圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪轂98固定于支架210。
請(qǐng)看圖17和18，圖18是沿著圖17中的線18-18剖取的包囊裝入單元14的剖視圖?？赊D(zhuǎn)動(dòng)部件200包括有一盤62的一傳送圓盤60，如上所述，盤62帶有諸凹槽、諸頂桿孔64、諸襯套114和傳送圓盤圍裙96。在這一實(shí)施例中，頂桿80的動(dòng)作改變了，不是像前一個(gè)實(shí)施例中那樣把包囊頂升到獨(dú)立的傳送管，而是頂桿有一個(gè)兼起傳送管的作用的加大了的空心內(nèi)部。傳送圓盤60包括固定于盤62的外圓周表面上部的一擋壁或圍裙188。在圍裙188的頂部突緣202徑向地向內(nèi)延伸而遮蓋頂桿孔64，多個(gè)推出銷204安裝在突緣202的下側(cè)并從其伸出。每個(gè)推出銷204定位在一個(gè)孔的上方。每個(gè)頂桿80的頂上有一球座206，而頂桿80的底部有一包囊抓獲器208。
在運(yùn)行中，隨著盤62轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪隨動(dòng)件沿著凸輪滑槽100的路徑上升和下降。固定于凸輪隨動(dòng)件的頂桿80也上升和下降。當(dāng)頂桿80的頂端運(yùn)動(dòng)到盤62的表面之下時(shí)，來自盤62的包囊將運(yùn)動(dòng)到球座206上?？梢酝ㄟ^真空通道88施加真空以確保包囊被吸住在球座上，就像上一實(shí)施例中所述的一樣。當(dāng)頂桿80上升到接近其最高點(diǎn)時(shí)，包囊便與其上方的推出銷204接觸。推出銷可以用任何硬的材料制造，諸如超高分子量(UHMW)的聚乙烯或鋁。當(dāng)物體或包囊300是一個(gè)球體時(shí)，推出銷204迫使包囊通過用軟的彈性材料諸如硬度較佳地約為65-70的合成橡膠制造的球座。這種示例性的合成橡膠包括例如EPDM(三元乙丙橡膠)、硅橡膠或天然橡膠。包囊通過頂桿的空心內(nèi)部下降到包囊抓獲器208，它是用諸如超高分子量的聚乙烯或鋁制造的。在傳送圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在包囊抓獲器208里的包囊沿著平臺(tái)210的表面滾動(dòng)直到包囊抓獲器208運(yùn)動(dòng)到毗鄰裝入輪74上的一個(gè)凹洞的位置。然后，包囊被吸入凹洞里的包囊座122，這也可以是靠重力作用來發(fā)生或借助于來自凸輪轂的真空的釋放、來自凸輪轂的空氣推力或通過裝入輪施加的真空等一個(gè)或幾個(gè)因素的組合而發(fā)生，就像針對(duì)前面的各實(shí)施例所述的那樣。
圖19和20描繪出頂桿80和推出銷204之間的更詳細(xì)的協(xié)同動(dòng)作。推出銷204定位于在球座206上的包囊300的上方，而球座206是在頂桿80的頂部。推出銷204包括空心通路218，它任選地允許用通過推出銷204的空氣來迫使包囊通過球座206。推出銷204的端頭220較佳地包括與包囊300的表面匹配的凹球面，這有利于在包囊被迫靠在頂桿的端頭220上時(shí)均勻地分布作用在包囊上的力。球座206包括一包囊座表面222，設(shè)置這個(gè)表面是為了使包囊坐落到足夠的深度以確保包囊在包囊座里不會(huì)因受離心力的作用而飛出。任選地，可以用通過頂桿80施加真空來幫助確保包囊停留于球座。座表面222之下具有一個(gè)細(xì)頸部分224。該頸部部分224的孔的內(nèi)徑略微小于包囊的外徑。例如，對(duì)于破碎強(qiáng)度(crush strength)約為1,000克、外徑為3.5mm的包囊，頸部的內(nèi)徑可以是3.2mm?？梢愿鶕?jù)包囊的破碎強(qiáng)度選擇相關(guān)的尺寸，以使包囊通過頸部時(shí)的阻力為最佳。在推出銷迫使包囊通過頸部時(shí)，作用在包囊上的向下的力會(huì)使彈性的頸部張開得足夠?qū)捯越蛹{包囊。然后，包囊300下降通過喉部226并通過頂桿內(nèi)部，在那里包囊被向下傳送到包囊抓獲器，等待被傳送到裝入輪。可以用一個(gè)嚙合于頂桿頂端的槽230的舌片228，或者用本技術(shù)領(lǐng)域已知的其它措施，把球座206固定在頂桿上。
請(qǐng)看圖21，可以用熟悉常規(guī)卷煙制造技術(shù)的人已知的技術(shù)方法把桿狀過濾器24進(jìn)一步切割成圓柱形的過濾嘴。桿狀過濾器24包括被包裹材料40包裹起來的過濾材料16，包裹材料可以是諸如常規(guī)的透氣的或不透氣的包裹紙或其它適當(dāng)?shù)陌牧?。作為例子，四個(gè)包囊308、310、312和314已被以預(yù)定的間隔裝在桿狀過濾器24里。具體地說，各個(gè)包囊在桿狀過濾器24里以互相間隔的關(guān)系定位。如圖21中的線1-1、2-2和3-3所示，這個(gè)桿狀物是一個(gè)可被切割成四個(gè)過濾嘴的四聯(lián)的桿狀物。也可以制造其它的結(jié)構(gòu)形狀，諸如六聯(lián)的桿狀物。用于制造卷煙的過濾嘴的桿狀物的尺寸是可以改變的。但是典型地，其長度是約80mm到約140mm，周長是約16mm到約27mm。例如，在空氣流量為17.5cc/sec的情況下，典型的長度為100mm周長為24.53mm的桿狀物的壓力降是約200mm到約400mm水柱，些數(shù)字是用Filtrona Corporation公司銷售的、型號(hào)為FTS-300的封閉的壓力降試驗(yàn)器測得的。
請(qǐng)看圖22，可點(diǎn)燃抽吸的制品320具有卷煙的形狀。制品320包括桿狀物322，而桿狀物322又包括諸如切碎的煙草填充物324之類的可點(diǎn)燃抽吸的材料，其外面包著諸如常規(guī)的卷煙紙之類的包裹材料330。桿狀物的兩端是開著的而暴露出可點(diǎn)燃抽吸的材料。一般地說，桿狀物322的長度是約55mm到約85mm?？牲c(diǎn)燃抽吸的制品320還包括毗鄰桿狀物322的一端的過濾嘴326，而且過濾嘴是以頭對(duì)頭的關(guān)系對(duì)準(zhǔn)桿狀物322。過濾嘴326的橫斷面類似于桿狀物322的橫斷面。過濾嘴326是來自于前面描述的桿狀過濾器并包括過濾材料16、包裹紙40和一個(gè)包囊308。包囊308被裝置在該過濾嘴326里，以至從卷煙的嘴叼端用肉眼看不見它。例如，包囊定位在過濾嘴的縱向的中央。包住過濾嘴和桿狀物322的毗鄰部分的包頭材料(tipping material)328把過濾嘴326連接于桿狀物322。包頭材料328的內(nèi)表面粘貼于過濾嘴326的外表面(例如用粘接劑)也粘貼于桿狀物322的毗鄰部分的包裹材料。包頭材料328包在桿狀物322上的縱向長度是可以改變的，但典型的是，這個(gè)長度足以建立過濾嘴326對(duì)桿狀物322的良好連接。包頭材料328可以是常規(guī)的透氣的或不透氣的過濾紙。如果愿意，卷煙可以設(shè)有許多空氣沖淡小孔(air dilution perforation)或其它結(jié)構(gòu)措施，以沖淡煙氣。應(yīng)該理解如果愿意，過濾嘴里可以裝置不只一個(gè)包囊。
包囊的尺寸和形狀是可以改變的。一般地說，包囊大體上是球形的。較佳的是，放在卷煙的過濾嘴里的包囊的尺寸不應(yīng)對(duì)可點(diǎn)燃抽吸的制品有負(fù)面的影響。例如(i)包囊不要從過濾嘴的嘴叼端掉出來或被看見；(ii)包囊的大小對(duì)可點(diǎn)燃抽吸的制品的抽吸阻力沒有不利的影響；(iii)不能讓人對(duì)可點(diǎn)燃抽吸的制品的重量有異樣的感覺。對(duì)于長度為27mm周長為24.5mm的過濾嘴，適當(dāng)?shù)陌覒?yīng)是大體上球形的，其直徑應(yīng)約為3.5mm。
最佳的是，裝入的物體是某種載體，它帶有或包含諸如香料、催涎劑之類的煙氣改良劑。由一個(gè)包囊挾帶或包含的煙氣改良劑的量取決于煙氣改良劑的性質(zhì)和特性、所希望的煙氣改良劑的釋放量以及其它因素。
代表性的包囊300是大體上球形的。這樣的包囊具有包裹著一內(nèi)部有效載荷物(internal payload)的一外殼。該外殼最好是能夠嚴(yán)密地包封內(nèi)部有效載荷物。包囊的形狀是可以改變的，但球形的包囊是最佳的。最佳的是，包囊有很高的圓度并具有均一的物理參數(shù)(例如均一的尺寸、均一的重量和均一的配方)，以便于提高用自動(dòng)化設(shè)備制造包含這種包囊的卷煙的能力，以及能夠生產(chǎn)質(zhì)量均一的卷煙。法國尼斯市的Mane Aromatic Flavors公司制造和銷售適當(dāng)?shù)陌?，這種包囊是明膠包封著中鏈甘油三酸酯和香味劑。Mane Aromatic Flavors公司銷售的許多香料包囊的牌號(hào)是Spearmint(薄荷)，E209123；Cinnamon(肉桂)，E0303392；Russian Tea(俄羅斯茶)，E0303386；Lemon(檸檬)，E127382；以及，Menthol(薄荷醇)，E127384。這些代表性的包囊的直徑是約3.5mm和約4.5mm。
包囊的外殼或外層最好是用有點(diǎn)硬的固體材料制成，它應(yīng)能在從制造到吸煙者有意把它捏破的期間內(nèi)不易漏泄、熔化、開裂或以其它方式失去其完整性。較佳的是，包囊的外層或外壁是一個(gè)連續(xù)密封的整體，以降低其內(nèi)部有效載荷物漏泄的可能性。包囊的外壁最好是足夠脆性的，以便吸煙者容易把它捏碎，但也不能太脆，以防其在制造、包裝、運(yùn)輸和往卷煙里裝置的過程中過早地破裂。也就是說，使在過濾嘴里的包囊破裂所需要的壓力最好是足夠低，以便吸煙者用手指把它捏破，但也不能太低，以防其在制造、包裝、運(yùn)輸和抽煙過程中意外地破裂。還有，包囊的外層材料不應(yīng)與內(nèi)部的有效載荷物的成份、卷煙的煙草、過濾嘴的組成部分以及由卷煙產(chǎn)生的主流煙氣起反應(yīng)或?qū)λ鼈冇胁焕挠绊憽０依镉行лd荷物的形態(tài)是可以改變的，典型地，它可以是液體、膠體或固體(例如結(jié)晶的物質(zhì)或干粉)。有效載荷物可包括有助于使卷煙的主流煙氣變香的成份。或者，有效載荷物可以是有益于吸煙者的呼吸清新劑、煙頭的除臭劑、煙氣的濕潤或冷卻劑、或能夠改變卷煙的性質(zhì)或品質(zhì)的物質(zhì)。
有效載荷物最好是液體的。這樣的有效載荷物可包括有意給吸煙者抽吸的芳香物質(zhì)，而與有無主流煙氣無關(guān)，或者，有效載荷物的芳香物質(zhì)在吸煙者抽吸過程中可混入主流煙氣中。較佳的液體有效載荷物應(yīng)能滲入或浸潤過濾嘴的全部過濾材料(以及在某些情況下進(jìn)入煙草桿狀物)，因而能夠混合于吸煙者吸進(jìn)的煙氣。
在這一較佳實(shí)施例中，包囊300的外壁是明膠，內(nèi)部的有效載荷物包括能夠改變流過過濾嘴的主流煙氣的性質(zhì)或品質(zhì)的劑物。典型地，包囊的外殼主要由明膠構(gòu)成，往往是包含至少80％重量的明膠，而且最好基本上完全是明膠。由基本上純明膠制成的包囊外殼尤其上好。明膠原料最好是食品等級(jí)的，而且是從牛骨、家禽骨或豬骨熬制出來的。可以用各種明膠。可以認(rèn)為，用于包囊外殼的明膠的選擇是本技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)人員的一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)選擇。這方面，見Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，(4thEd.)12，406-416(1994)，其內(nèi)容被本文引用之。用于制成包囊外殼的那種明膠應(yīng)使包囊能夠暴露于三醋酸酯(一種常用在卷煙過濾器制造中的塑化劑)或1，2丙二醇(一種常用的煙草包裝成份)相當(dāng)長的時(shí)間而不會(huì)發(fā)生不良反應(yīng)(例如明膠被溶解于其中)。因?yàn)橛迷诟鬏^佳實(shí)施例中的各種明膠時(shí)間長了會(huì)溶解于水，所以，對(duì)于具有明膠外殼的包囊采用實(shí)際上無水的有效載荷物(或有效載荷物只含有很少的水量)是符合需要的?？砂寻易龀勺厣幕蚰撤N其它暗色的，以便于在自動(dòng)化的制造過程中對(duì)包囊進(jìn)行檢測。
在這一較佳實(shí)施例中，有效載荷物是香料和稀釋劑或載體的混合物。較佳的稀釋劑是甘油三酸酯，諸如中鏈甘油三酸酯，更具體地說，是食品等級(jí)的中鏈甘油三酸酯的混合物。這方面，見例如Radzuan等人的文章“Porin Bulletin”，39，33-38(1999)。有效載荷物的香料可以是天然香料或合成香料，并且它們的香味可不受限制地描述為清新型、香甜型、草藥味、糖果味、花香型、水果味或香料型的。香料的具體種類包括但不限于香蘭素、咖啡、巧克力、奶油、留蘭香、薄荷、薄荷醇、胡椒油、冬青、熏衣草、豆蔻、肉豆蔻、肉桂、丁香、苦香樹、檀香木、蜂蜜、茉莉花、生姜、茴香、鼠尾草、甘草、檸檬、柑橘、蘋果、桃子、酸橙、櫻桃以及草莓。也見R.J.Reynolds煙草公司Leffingwell等人1972年的文章“Tobacco Flavoring for Smoking Products”。香料還可包括能夠起潤濕、冷卻或平緩作用的劑物，如桉葉油。這些香料可以是純粹(單一)的或復(fù)合的(例如留蘭香和薄荷醇，橘子和肉桂)。復(fù)合香料可以作為一種混合物包在一個(gè)包囊里，或者，作為包在一個(gè)過濾嘴里的多個(gè)包囊的成份。
包囊里的香料和稀釋劑的量是可以改變的。所選擇的香料和稀釋劑的相對(duì)量以及這兩種東西的混合物的總量也是可以改變的，以便為吸煙者提供不同的感覺經(jīng)歷。在某些情況中，可以完全不用稀釋劑，全部有效載荷物都由香料組成?；蛘撸行лd荷物可以幾乎完全是由稀釋劑組成，只含有很少量的相對(duì)濃烈的香味劑。在用直徑約為3.5mm的包囊的較佳實(shí)施例中，液體有效載荷物(例如香味劑和稀釋劑)的重量較佳的是在約15mg到約25mg范圍內(nèi)，更佳的是在20mg到22mg范圍內(nèi)。在香味劑和稀釋劑的混合物的構(gòu)成中，較佳的是，香味劑占有效載荷物的總重量的約5％到約25％，更佳的是約10％到15％。其余的是稀釋劑。
包囊外殼的重量對(duì)有效載荷物的重量之比可以改變。較佳的是，包囊外殼的重量占包囊總重量的5％到50％；更佳的是10％到30％。對(duì)于直徑約為3.5mm的代表性的較佳包囊，包囊外殼的重量約為2mg到4mg，有效載荷物的重量約為16mg到21mg。有效載荷物的體積典型地可以是包囊的總體積(包括外殼和有效載荷物)的約50％到約90％，較佳的是約70％到約90％，更佳的是約80％到90％。
在包囊被裝入過濾嘴之前，使較佳的包囊破裂所需要的力可以用某種適當(dāng)?shù)臏y力裝置來測定，如Nidec Group集團(tuán)的Shimpo Instruments分部制造的ShimpoModel No.FGV10X。在用適當(dāng)?shù)难b置諸如Shimpo裝置進(jìn)行測定時(shí)，單個(gè)包囊的破裂強(qiáng)度較佳的是在750到5000范圍內(nèi)，更佳的是小于約2000，再更佳的是小于約1500，最佳的是小于1000(Shimpo公司給出的報(bào)告，這些數(shù)字的單位是克)。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的某些方面中可采用的其它包囊和包囊成份是下列專利文件提出的那些種類Dock的3,685,521、Brook等人的3,916,914以及Tateno等人的4.889,144等美國專利；MacAdam等人的美國專利申請(qǐng)2003/0098033以及Kim的PCT WO 03/009711，它們的內(nèi)容被本文引用之。
用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的煙草原料是可以改變的。煙草原料可從各種煙草得到，諸如煙道熏烤的煙草、伯萊煙草、東方的煙草或馬里蘭煙草、深色的煙草、烤成深色的煙草和鄉(xiāng)村土制煙草、以及其它稀有或特殊的煙草、或這些煙草的混合物。關(guān)于煙草的種類、它們的生長情況、收獲情況以及烤制情況見文獻(xiàn)TobaccoProduction，Chemistry and Technology，Davis等人(Eds.)(1999)。最佳的是，各種煙草都是經(jīng)過適當(dāng)烤制和熟化的。
典型地，用于制造卷煙的煙草原料都是以所謂“混合的”形式使用。例如，某些流行的煙草混合物，通常被稱為“美國混合煙絲”，包括煙道熏烤的煙草、伯萊煙草和東方煙草的混合物。在許多情況中，這樣的混合煙草包含加工形式的煙草原料，諸如經(jīng)過加工的煙草梗(例如碾壓后切割的和蓬松后切割的煙草梗)、體積膨脹的煙草(例如經(jīng)過蓬松處理的煙草，諸如用干冰進(jìn)行膨脹處理的煙草(DIET)，較佳的是切成雪茄煙芯形式的煙草)。各種牌子的卷煙之間，用于制造卷煙的煙草混合物中各種煙草的精確的量是不同的。這方面，見例如TobaccoEncyclopedia，Voges(Ed.)p.44-45(1984)，Browne，The Design of Cigarettes，3rdEd.，p.43(1990)和Tobacco Production，Chemistry and Technology，Davis等人(Eds.)p.346(1999)。其它的代表性的煙草種類和煙草混合物的種類見下列文獻(xiàn)Lawson等人的4,836,244、Perfetti等人的4,924,888、Brown等人的5,056,537、Gentry的5,220,930、Blakley等人的5,360,023等美國專利；Shafer等人的美國專利申請(qǐng)2002/0000235；PCT WO 02/37990；2002.10.31提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0/285,395的美國專利申請(qǐng)；以及Bombick等人的Fund.Appl.Toxicol.，39，p.11-17(1997)。
典型地，煙草原料的應(yīng)用形式和方式就是用于制造可點(diǎn)燃抽吸的制品諸如卷煙的傳統(tǒng)的形式和方式。煙草通常是被切割成雪茄煙芯形式來應(yīng)用(例如切割成寬度約1/10英寸到1/60英寸，較佳的是1/20英寸到1/35英寸，以及長度約1/4英寸到約3英寸的細(xì)條或縷絲)。通常用在一支卷煙的煙草桿狀物里的煙草芯的量是在0.6g到1g范圍內(nèi)。通常是用煙草芯填滿煙草桿狀物，其壓實(shí)密度是約100mg/cm3到300mg/cm3，并且往往是約150mg/cm3到約275mg/cm3。
如果需要，煙草桿狀物的煙草原料還可包括其它的成份。其它成份包括包衣原料(例如砂糖、甘油醇、可可粉和甘草精)和調(diào)味料(例如增香的原料，諸如薄荷腦)。具體的包裝成份和調(diào)味成份的選擇取決于這樣一些因素，如所希望的感覺特性。熟悉卷煙的設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的人顯然了解對(duì)這些成份的選擇。這方面，見Gurcho，Tobacco Flavoring Substance and Methods，Noyes Data Corp.(1972)和Leffingwell等人的Tobacco Flavoring for Smoking Products(1972)。
由包囊挾帶或包含的煙氣改良劑包括各種香料，諸如薄荷腦、肉桂、柑橘、可可粉、甘草精、煙草萃取物、尼古丁等等。例如，一個(gè)典型的過濾嘴可包含一個(gè)薄荷腦含量占包囊的總重量的1％到10％的包囊。把含有香料的包囊用在可點(diǎn)燃抽吸的制品的過濾嘴里使得能夠很好地控制如香料的所需要的成份在這種制品里的應(yīng)用。特別感興趣的是某些物體能夠在很長的時(shí)間里提供某些成份的連續(xù)的可控的釋放。此外，在抽吸過程中在主流煙氣中挾帶有各種香氣時(shí)，使用者可以很好地控制釋放給他的香氣的濃淡程度。在各種香氣從可點(diǎn)燃抽吸的制品的過濾嘴里釋放出來至一個(gè)可感覺到的程度時(shí)，相當(dāng)大量的香氣并未承受可點(diǎn)燃抽吸制品的其它區(qū)域(例如煙草桿狀物)所經(jīng)受的高溫。此外，過濾嘴能夠改變由可點(diǎn)燃抽吸制品產(chǎn)生的煙氣(例如給它增香)，而又不會(huì)對(duì)可點(diǎn)燃抽吸的制品的外觀產(chǎn)生人們可察覺到的影響。
煙草桿狀物的外部包裹材料是可以改變的。較佳的是，包裹材料是紙質(zhì)材料，如通常用于制造卷煙的那種紙質(zhì)材料。包裹材料的構(gòu)成和性質(zhì)可有很寬的范圍。熟悉卷煙的設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的人顯然了解具體的包裹材料的選擇?？牲c(diǎn)燃抽吸的制品可以有一層包裹材料或者有不只一層包裹材料，諸如所謂“雙包層”可點(diǎn)燃抽吸制品就是這樣。下列專利文獻(xiàn)中揭示了各種示例性的包裹材料、包裹材料的構(gòu)成和經(jīng)處理的包裹材料White等人的5,105,838、Arzonico等人的5,271,419以及Gentry的5,220,930等美國專利；Fournier等人的PCT WO 01/08514；Hajaligol等人的PCT WO 03/043450；Woodhead等人的美國專利申請(qǐng)2003/0114298；Ashcraft等人的美國專利申請(qǐng)2003/0131860；以及，2002.12.20提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0/324,418和2003.05.16提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0/440,290等美國專利申請(qǐng)。它們的相關(guān)內(nèi)容被本文引用之。代表性的外部包裹材料是Schweitzer Maudit International公司銷售的Reynolds煙草公司等級(jí)的119、170、419、453、454、456、465、466、490、525、535、557、652、664、672、676和680。外部包裹材料的多孔性是可以改變的，一般是在約5個(gè)CORESTA單位和100個(gè)CORESTA單位之間，往往是在10個(gè)CORESTA單位和90個(gè)CORESTA單位之間，更通常是在20個(gè)CORESTA單位和80個(gè)CORESTA單位之間。
用本發(fā)明制造的較佳的卷煙表現(xiàn)出很令人滿意的抽吸阻力，不管在卷煙的過濾材料里的包囊破裂與否。例如，在抽吸時(shí)的空氣流量為17.5cc/sec時(shí)，一支示例性的卷煙的壓力降是在50mm到200mm水柱之間，較佳的卷煙的壓力降是在70mm到180mm水柱之間，更佳的是在80mm到150mm水柱之間。典型地，卷煙的壓力降的數(shù)值是用Filtrona Instruments and Automation Ltd公司銷售的FiltronaTest Station(CTS Series)儀器測量的。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人應(yīng)能理解這里的講述可用于按照本發(fā)明制造包含包囊或其它物體的各種過濾結(jié)構(gòu)。例如，Dube等人2002.06.23提交、申請(qǐng)?zhí)枮?0/600,712、由本申請(qǐng)的受讓人共同擁有的、名稱為“包含可破裂的包囊的過濾嘴卷煙(FilteredCigarette Incorporating A Breakable Capsule)”的美國專利申請(qǐng)描述了空心的過濾器和包含可破裂的香料包囊的多段式過濾器。該申請(qǐng)被本文引用之。
基于上面給出的講述，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人可以設(shè)想出本發(fā)明的許多變型和其它實(shí)施例，很明顯，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人可以做出本發(fā)明的各種改變和變型。所以，應(yīng)該理解本發(fā)明不限于所揭示的各具體的實(shí)施例，各種變型和其它實(shí)施例都將被認(rèn)為是包含在后附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。盡管本文采用了特定的術(shù)語，但是它們只是用于一般性的說明，沒有任何限制性的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于提供用在可點(diǎn)燃抽吸的制品的制造中的桿狀物的設(shè)備，每個(gè)桿狀物具有沿著其長度以預(yù)定的間隔安裝于其內(nèi)的多個(gè)物體，所述設(shè)備包括(a)用于連續(xù)供給桿狀過濾材料的裝置；(b)用于連續(xù)供給各個(gè)物體的裝置，這種裝置包括一第一可轉(zhuǎn)動(dòng)部件，該第一可轉(zhuǎn)動(dòng)部件具有一用于支承許多單個(gè)物體的水平的盤和多個(gè)圍繞所述盤的圓周以預(yù)定的間隔設(shè)置的頂桿，每個(gè)頂桿具有一在其上端的物體座并耦合于一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在所述水平盤繞一中心線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可使所述物體座在處于所述盤之下的一位置與處于所述盤之上的一位置之間上升和下降；(c)用于把各個(gè)物體以預(yù)定的間隔定位在供給的過濾材料里的裝置；(d)用于成形一連續(xù)的桿狀物的裝置，該桿狀物具有以預(yù)定的間隔定位在其內(nèi)的諸物體；(e)用于以預(yù)定的間隔把連續(xù)的桿狀物分割成許多段的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，用于連續(xù)供給桿狀過濾材料的裝置是用于供給過濾材料的連續(xù)的坯料的裝置；以及其中，用于把各個(gè)物體以預(yù)定的間隔定位在過濾材料的坯料里的裝置包括一個(gè)第二可轉(zhuǎn)動(dòng)部件，該第二可轉(zhuǎn)動(dòng)部件具有許多沿著其外圓周表面以預(yù)定的間隔定位的凹洞和在各個(gè)凹洞里的用于接納各個(gè)物體隨后把物體裝入過濾材料的坯料的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，它還包括用于確保把每個(gè)物體推入過濾材料的坯料里去的裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，用于確保推入的裝置包括一正壓空氣源，該空氣源在一凹洞處于一個(gè)接近過濾材料的坯料的預(yù)定位置時(shí)與連通于該凹洞的一通路相連接。
5.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，用于接納單個(gè)物體的裝置是一空心管段，該管段定位在所述凹洞里并具有一圓柱形側(cè)壁和多個(gè)從所述側(cè)壁至少部分地向內(nèi)延伸的突起，諸所述突起的形狀可支承單個(gè)所述物體。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，多個(gè)突起之間形成一個(gè)空隙，所述空隙足夠大，以至大于支承在所述各個(gè)突起上的所述物體的直徑。
7.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，它還包括用于控制所述第一可轉(zhuǎn)動(dòng)部件和第二可轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速的裝置，以使所述頂桿的運(yùn)動(dòng)與所述凹洞的運(yùn)動(dòng)同步，從而允許把一個(gè)物體傳遞給一個(gè)凹洞。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，用于供給各個(gè)物體的裝置還包括一傳送管，該傳送管具有在所述盤之上的一物體進(jìn)口和在所述盤之下的一物體出口。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，用于裝入各物體的裝置包括一犁刀，該犁刀定位成靠近過濾材料并具有連通于所述傳送管的物體出口的一口。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，用于分割連續(xù)的桿狀物的裝置包括一物體檢測裝置，它用于發(fā)送代表物體在所述桿狀物里的位置的信號(hào)，以便相對(duì)于被定位在桿狀物里的物體調(diào)整所述桿狀物的被割斷位置。
11.一種用于提供用在可點(diǎn)燃抽吸的制品的制造中的桿狀物的設(shè)備，每個(gè)桿狀物具有沿著其長度以預(yù)定的間隔安裝于其內(nèi)的多個(gè)物體，所述設(shè)備包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，該部件包括一盤，該盤具有多個(gè)圍繞其圓周以預(yù)定的間隔成形在其上的孔；一圍裙，該圍裙從所述盤的外周表面向下延伸，圍裙里形成許多導(dǎo)槽；以及，許多頂桿，每個(gè)頂桿包括一可在一孔里上下滑動(dòng)的空心管、一連接在所述空心管上的一個(gè)預(yù)定位置并可在所述導(dǎo)槽里滑動(dòng)的凸輪塊以及一個(gè)連接于所述凸輪塊的凸輪隨動(dòng)件；以及一在相對(duì)于所述第一可轉(zhuǎn)動(dòng)部件固定的一位置的凸輪轂，該凸輪轂具有處在所述圍裙內(nèi)并與之靠近的一側(cè)壁，所述側(cè)壁具有形成在其內(nèi)的一凸輪滑槽，該凸輪滑槽形成圍繞所述凸輪轂的外周表面的一連續(xù)的波浪形路徑；其中，每個(gè)頂桿的所述凸輪隨動(dòng)件處在所述凸輪滑槽里，只要所述可轉(zhuǎn)動(dòng)部件一轉(zhuǎn)動(dòng)，所述凸輪隨動(dòng)件就沿著所述凸輪滑槽限定的所述路徑運(yùn)動(dòng)，從而使所述頂桿在由所述凸輪滑槽確定的轉(zhuǎn)動(dòng)位置上升和下降。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述凸輪轂還包括圍繞所述側(cè)壁的一部分在一個(gè)預(yù)定高度上成形的一真空通道和在所述側(cè)壁上的與所述真空通道在同一預(yù)定高度上的一空氣供給口，以及，所述圍裙還包括許多通路，每個(gè)通路的第一端連通于所述頂桿的所述空心管，而其第二端相對(duì)于所述凸輪轂定位在預(yù)定的高度處，當(dāng)所述通路轉(zhuǎn)過所述真空通道或空氣供給口時(shí)所述第二端就與它連通。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述空氣供給口設(shè)置在所述凸輪滑槽的最大高度所在的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。
14.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)部件還包括一圈向上伸出至高于所述盤并圍繞所述盤的圓周的、起擋住作用的壁。
15.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述盤還包括一頂面，該頂面上具有許多徑向延伸的溜槽，每個(gè)溜槽的徑向外端處設(shè)置有一個(gè)所述孔。
16.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)所述頂桿的空心管的頂端具有一物體座，用于把一個(gè)物體支承于其上；所述頂端還具有在所述物體座上的諸槽口，以允許空氣繞過支承在所述物體座上的物體進(jìn)入所述空心管。
17.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，它還包括一在相對(duì)于所述可轉(zhuǎn)動(dòng)部件固定的一位置的傳送管，所述傳送管具有定位在所述頂桿走過的路徑上的一進(jìn)口和在所述盤以下的一出口，該出口連通于一犁刀，該犁刀靠近被成形的過濾材料，以便把所述物體裝在所述過濾材料里。
18.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)部件還包括圍繞所述盤的圓周設(shè)置的許多傳送管。
19.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)傳送管包括定位在所述各頂桿之一上面的一進(jìn)口和定位在所述盤之下的一出口。
20.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)傳送管與一頂桿構(gòu)成整體。
21.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，它還包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)的裝入輪，該裝入輪具有一中心孔和外圓周表面，還有許多把所述外圓周表面和所述中心孔連通的均勻分布的通路，每個(gè)通路里靠近所述外圓周表面處有一用于支承一物體的物體座，所述物體座具有成形在其上的諸空隙，以允許空氣流通過所述通路和支承在所述物體座上的物體。其中，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的裝入輪相對(duì)于所述可轉(zhuǎn)動(dòng)部件定位成使所述裝入輪的圓周表面在最大高度處是位于在一傳送管的出口之下的高度處，這使得在所述裝入輪和所述可轉(zhuǎn)動(dòng)部件同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傳送管的一所述出口運(yùn)動(dòng)到與所述裝入輪里的一通路連通。
22.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，它還包括許多推出銷，每個(gè)推出銷布置在一個(gè)頂桿的上面并與之延軸向?qū)?zhǔn)。
23.一種用于提供用在可點(diǎn)燃抽吸的制品的制造中的桿狀物的設(shè)備，每個(gè)桿狀物具有沿著其長度以預(yù)定的間隔安裝于其內(nèi)的多個(gè)物體，所述設(shè)備包括一用于接收供給的許多物體的料斗；一可轉(zhuǎn)動(dòng)的裝入輪，該裝入輪具有一中心孔和一外圓周表面，還有許多把所述圓周表面和所述中心孔連通的均勻分布的通路，每個(gè)通路里靠近所述外圓周表面處有一用于支承一物體的物體座，所述物體座具有成形在其上的諸空隙以允許空氣流通過所述通路和支承在所述物體座上的物體，所述裝入輪還包括裝在所述裝入輪的中心孔里的一軸承座，所述軸承座具有一真空口和一空氣供給口，這兩個(gè)口的每一個(gè)與圍繞所述軸承座的所述中心孔里的諸通路開口的行進(jìn)路徑連通；其中，在圍繞所述裝入輪的圓周的一第一轉(zhuǎn)動(dòng)位置所述裝入輪的圓周表面里的一通路接近所述料斗并與所述真空口連通，以及，在圍繞所述裝入輪的圓周的一第二轉(zhuǎn)動(dòng)位置所述裝入輪的圓周表面里的一通路接近被成形的所述桿狀物并與所述空氣供給口連通。
24.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述料斗包括一接近所述裝入輪的送料槽。
25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，所述裝入輪在所述第一位置時(shí)其所述圓周表面處在接收了許多物體的料斗的一內(nèi)部部分里。
26.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述料斗包括一可在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的盤，所述盤具有許多傳送管，這些傳送管從所述盤延伸到一高度，這個(gè)高度接近所述裝入輪轉(zhuǎn)動(dòng)到所述第一位置時(shí)其所述圓周表面的高度，其中，諸所述傳送管之一與所述裝入輪的所述通路連通。
27.一種用于制造用在可點(diǎn)燃抽吸的制品的制造中的桿狀物的方法，每個(gè)桿狀物具有沿著其長度以預(yù)定的間隔安裝于其內(nèi)的多個(gè)物體，所述過程包括(a)連續(xù)地供給桿狀過濾材料；(b)連續(xù)地供給許多單個(gè)的物體，其作法是把許多物體支承在一水平的盤上并轉(zhuǎn)動(dòng)所述盤，使在所述盤上的許多孔里的許多頂桿升高到所述盤平面以上而頂升坐落在桿端的物體，以及，把所述物體定位在供給的所述過濾材料里；(c)成形其內(nèi)部具有以預(yù)定的間隔定位的多個(gè)物體的連續(xù)的桿狀物；以及(d)以預(yù)定的間隔把所述連續(xù)的桿狀物分割成諸段。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，一種連續(xù)的過濾材料的坯料被供給作為桿狀過濾材料，其中，所述各個(gè)物體的定位包括以預(yù)定的間隔把所述物體一個(gè)接一個(gè)地安裝在供給的過濾材料的坯料里。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，一個(gè)接一個(gè)地安裝包括把物體從所述頂桿傳送到在一垂向轉(zhuǎn)動(dòng)部件上的一第一位置以及把所述物體從所述第一位置轉(zhuǎn)到在所述過濾材料坯料里的一第二位置。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，它還包括施加真空而使所述物體被吸留在所述垂向轉(zhuǎn)動(dòng)部件上的所述第一位置以及隨后對(duì)所述物體施加正壓空氣，把所述物體推離所述垂向轉(zhuǎn)動(dòng)部件而到達(dá)所述第二位置。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，它還包括使所述水平盤的轉(zhuǎn)動(dòng)與所述垂向轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)同步，以便在所述物體被傳送到所述垂向轉(zhuǎn)動(dòng)部件時(shí)所述水平盤上的一傳送管對(duì)準(zhǔn)地連通于所述垂向轉(zhuǎn)動(dòng)部件上的一凹洞。
32.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，它還包括目視檢測在連續(xù)的桿狀物里的所述物體并發(fā)送代表物體位置的信號(hào)，以使分割所述桿狀物的動(dòng)作與相對(duì)于分割位置安裝所述物體的動(dòng)作同步。
33.一種用于制造用在可點(diǎn)燃抽吸的制品的制造中的桿狀物的方法，每個(gè)桿狀物具有沿著其長度以預(yù)定的間隔安裝于其內(nèi)的多個(gè)物體，所述方法包括從一過濾材料源供給一連續(xù)的過濾材料的坯料；把許多物體供給到一料斗；使一圓周表面具有許多凹洞的、定向在垂向的輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，所述圓周表面的一部分運(yùn)動(dòng)通過接近所述料斗的一第一位置；把所述物體一個(gè)接一個(gè)地引入沿著所述轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子的圓周表面均布的多個(gè)凹洞；在所述凹洞運(yùn)動(dòng)通過所述第一位置時(shí)對(duì)所述凹洞施加真空而把每個(gè)物體保持在每個(gè)凹洞里；通過對(duì)所述凹洞施加正壓空氣把各個(gè)物體從各相繼的凹洞推出來并以預(yù)定的間隔裝入所述過濾材料的坯料里；使其中已經(jīng)以預(yù)定的間隔安裝了各個(gè)物體的過濾材料的坯料進(jìn)入桿狀物制造裝置并用其制造連續(xù)的桿狀物；以及把所述連續(xù)的桿狀物以預(yù)定的間隔切割成多個(gè)所需長度的小段而形成多個(gè)過濾嘴，使所需數(shù)目的物體定位在所述過濾嘴里的各個(gè)所希望的位置。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述一個(gè)接一個(gè)地引入包括使所述輪子的圓周表面轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入裝有許多單個(gè)物體的料斗。
35.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述一個(gè)接一個(gè)地引入包括把各單個(gè)物體從所述料斗通過傳送管傳送到所述第一位置。
全文摘要
一種具有以預(yù)定的間隔安裝在其內(nèi)的多個(gè)單個(gè)物體的卷煙桿狀過濾器的制造設(shè)備和方法。其作法是把各單個(gè)的物體從一轉(zhuǎn)動(dòng)的水平盤傳送到一垂向轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子，然后把物體安裝到過濾纖維絲束的坯料里。每個(gè)物體被定位在處在運(yùn)動(dòng)中的纖維絲束坯料里。過濾材料的坯料和被定位在其內(nèi)的各個(gè)物體被送入桿狀物成形單元，使之在其中成形為桿狀過濾器。互相關(guān)聯(lián)地控制過濾纖維絲束的進(jìn)給速率、水平盤的轉(zhuǎn)速和垂向轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子的轉(zhuǎn)速，使得能夠以預(yù)定的間隔把各物體沿著桿狀物定位裝入。用這種桿狀物可制造有香料的卷煙過濾嘴，并且能夠很好地控制香料的量。
文檔編號(hào)A24D3/04GK1849209SQ200480026221
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2004年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者P·A·迪爾 申請(qǐng)人:R·J·雷諾茲煙草公司