專利名稱：制造煙片的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造煙片的方法以及實施該方法的設(shè)備，所制造出的煙片是用于制造香煙之類的原材料。更具體地，本發(fā)明涉及把煙屑或小圓煙粒用粘結(jié)劑粘結(jié)起來而制造煙片的方法及實施該方法的設(shè)備(那些材料包括可組成煙片的煙粉末，下面將稱為“煙屑”)。
所謂的切煙片是用作制造香煙之類的原材料。在制造香煙的切割過程或其它過程中，煙屑，如煙葉的大、小碎塊，粉或纖維，將不可避免地作為殘留物產(chǎn)生。為了再用這些煙屑，把它們用適當?shù)恼辰Y(jié)劑粘在一起，并混進增強材料和能保持濕度的材料，再用輾壓輥對它們進行輾壓而制得煙片。煙片再切成小塊，然后混合成新的切煙片。
圖2示出了一臺普通的制煙片設(shè)備。在該設(shè)備中，每次在分批拌和機12中把煙屑(也就是原材料)與適當?shù)恼辰Y(jié)劑、增強劑和保持濕度的材料混勻，得到濕的小圓粒的混合料。這些混合料均勻地分配到在多條生產(chǎn)線(例如十條生產(chǎn)線，圖2中只示出了兩條)上的各穩(wěn)定加料器14中。
在各生產(chǎn)線中設(shè)置的捏合機16中捏合這些小圓?；旌狭希缓笤偎腿氤尚蜋C18中，制造出濕的煙片。然后這些濕煙片在網(wǎng)狀傳送器22上傳送時，用加熱器的輻射熱或熱空氣加熱干燥它們，然后在切割機24中把它們切成為預(yù)定尺寸的小塊，各生產(chǎn)線上制出的這些小塊收集在一起，并在包裝機26中包裝起來。
圖3和圖4中分別示出了捏合機16和成型機18的實例。捏合機16有由電動機32驅(qū)動的兩對捏合輥34，35和36，37，這兩對捏合輥沿垂直方向分別對齊。在捏合輥34和35之間以及捏合輥36和37之間的距離約為0.2mm。成型機18有一對由電動機42驅(qū)動的壓輥44和45。在壓輥44和45之間的距離約為0mm。
如圖3中箭頭所示，從拌和機12送來的濕的小圓?；旌狭贤ㄟ^捏合機16的頂端陸續(xù)送進第一對捏合輥34和35中。如圖5所示，在捏合輥34和35總是沉積著預(yù)定量的濕的小圓?；旌狭?0a，通過如箭頭所示方向的轉(zhuǎn)動，這些沉積的混合料在兩捏合輥之間捏合，并在捏合輥中間排出得到的中間煙片10b。
在上述過程中，捏合輥34和35以不同速度轉(zhuǎn)動，中間煙片10b是貼在以比另一個捏合輥34轉(zhuǎn)動得更快的那一個捏合輥35上排出的。在捏合輥35上設(shè)置的刮片38把中間煙片10b從捏合輥35上撕剝下來。
從捏合輥35表面上撕剝下來的中間煙片10b送入捏合機16中的第二對捏合輥36和37中，如在第一對捏合輥34和35中一樣再進行捏合。然后再排出中間煙片10b。
接著，中間煙片10b送入成型機18的壓輥44和45中，按類似上式的方式對煙片進行輾壓，然后按如圖4箭頭所示方向排出。
在上述設(shè)備中，成型機19的壓輥44和45能夠得到從捏合機16排出并送入其中間空隙的中間煙片的速度受到限制，這就限制了總的加工速度。因此，為了得到高的加工效率，該設(shè)備必須配上多達十條的生產(chǎn)線，如上所述。
為了消除這一缺陷，有人提出了不使用捏合機16，而把從拌和機12排出的濕的混合料直接送入成型機18中。但是，在把由這種方法得到的最終煙片產(chǎn)品從成型機18的壓輥上撕剝下來時，由于它們具有低的強度，因而容易碎裂。成型機壓輥的轉(zhuǎn)速或進料速度越高煙片產(chǎn)品越容易碎裂。
本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，而提供一種能在高速下制造出高質(zhì)量煙片的方法以及實施該方法的設(shè)備。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種制造煙片的方法，包括如下步驟把煙屑和包括水在內(nèi)的輔助材料混合制成濕的圓?；旌狭?把濕的圓?；旌狭夏蠛闲纬芍虚g煙片;把中間煙片破碎形成破碎的濕圓粒;和在至少一對壓輥中間加工破碎的濕圓粒而制成最終的煙片產(chǎn)品。
另外，按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造煙片的設(shè)備，包括一臺用來把煙屑與包括水在內(nèi)的輔助材料混合在一起而形成濕的圓?；旌衔锏陌韬蜋C;一臺把濕圓粒捏合成中間煙片的帶有至少一對捏合輥的捏合機;一臺把中間煙片破碎成破碎的濕圓粒的破碎機;和一臺用來把破碎的濕圓粒制成最終煙片產(chǎn)品的帶有至少一對壓輥的成型機。
最好，成型機的每一壓輥是一個在壓輥內(nèi)，靠近它的表面附近設(shè)置了多條水道的壓輥。
按照本發(fā)明，制煙片的原材料在送入成型機的壓輥中間前，已用破碎機破碎，這樣大大地增加了把材料裝進成型機的壓輥中間的間隙的速度。因此，本發(fā)明的成型壓輥可在為普通成型機的三倍的速度下運行。換言之，例如，普通設(shè)備要求配置十條生產(chǎn)線才能在單位時間內(nèi)生產(chǎn)出一定量的煙片，而本發(fā)明的設(shè)備只需要三條生產(chǎn)線就可完成同樣的工作。
另外，帶有多條水道在內(nèi)部的壓輥用作成型壓輥，因此可防止在高速操作時成型壓輥產(chǎn)生過分發(fā)熱。由于這一結(jié)構(gòu)，使得由于加工速度增大而導致煙片產(chǎn)品質(zhì)量下降的問題可以避免。
本發(fā)明的其它方面的目的和優(yōu)點將在說明書的下面部分提出，部分可以由說明書中明白，部分可以在本發(fā)明的實踐中明白。通過特別在所附的權(quán)利要求中所特別指出的手段和結(jié)合，可以實現(xiàn)和達到本發(fā)明的目的和優(yōu)點。
結(jié)合在本說明書中并作為本說明書的一部分的附圖描述了本發(fā)明的一個目前最佳的實施例，這些附圖與上面對本發(fā)明的一般說明和下面對最佳實施例的詳細說明一起用來說明本發(fā)明的原理。附圖中

圖1是示出了本發(fā)明的一個實施例的示意圖，也就是示出了本發(fā)明的一個制造煙片的設(shè)備的總體布置圖，它也用來解釋本發(fā)明制造煙片的方法;
圖2示出了一個普通制煙片設(shè)備的總體布置示意圖;
圖3是一臺捏合機的示意圖;
圖4是一臺成型機的示意圖;
圖5是示出捏合機的捏合輥的操作的示意圖;
圖6是破碎機的透視圖的簡圖;
圖7是與成型壓輥相配合的冷卻機構(gòu)的縱剖面圖;
圖8是用來說明包括在冷卻機構(gòu)中的水通道是如何沿著圓周方向設(shè)置的圖;和圖9是用來說明水通道是如何沿著縱向設(shè)置的圖。
圖1示出了本發(fā)明的制造煙片的設(shè)備的總的布置圖。
首先，作為原材料的煙屑與下面要詳述的適當?shù)妮o助材料在一臺分批拌和機12中混和，得到直徑約為2-5mm的濕的小圓?；旌狭稀＿@些拌和好的混合料以拌和機12中一次排出，從而被一次收集在用來連續(xù)供給預(yù)定量的混合料的穩(wěn)定加料器14a中，然后連續(xù)供入捏合機16中。如果用連續(xù)處理拌和機代替分批拌和機12，則可以省去穩(wěn)定加料器14a。
捏合機16與圖3所示的普通捏合機一樣。這樣，如前面所述的同樣方法捏合和放出濕的小圓粒的混合料。從捏合機放出來的中間煙片送入破碎機17(破碎機將在下面說明)，把它們再破碎成濕的圓粒，最好破碎成基本上與從拌和機12放出來的混合料一樣大小(直徑約為2-5mm)的小圓粒。這些破碎的小圓粒收集在加料器14b中，然后均勻地分配到例如三條生產(chǎn)線上去(圖1中只示出了兩條)。
每條生產(chǎn)線設(shè)置了一臺用來把破碎的小圓粒制成最終產(chǎn)品的成型機18a。除了該機配置了每個在其內(nèi)設(shè)有冷卻機構(gòu)的壓輥外(這些壓輥下面再說明)，它與圖4中所示的普通的成型機是一樣的。這樣送入成型機的混合料按如上述方法一樣從成型機中放出。但是這兩種成型機的不同在于本發(fā)明的成型機中送入的是破碎的小圓粒，而普通的成型機中送入的是中間煙片。由于把這些小圓粒送入成型機的壓輥中間比把中間煙片送入成型機的壓輥中間更為容易，本發(fā)明的成型機的壓輥可以比普通成型機的壓輥轉(zhuǎn)動得更快(最大可快到三倍)。另外，在本發(fā)明中，由于小圓粒混合料經(jīng)捏合機16捏合，再經(jīng)破碎機17破碎再供入成型機18a中再捏合，因此從成型機18a中放出的最終煙片產(chǎn)品強度很高，當把它們從壓輥上撕剝下來時不會開裂。
最終煙片產(chǎn)品在網(wǎng)狀傳送器22上傳送時，用加熱器的輻射熱或熱空氣對它們加熱，進行干燥。然后用切割機24把它們大致切成具有預(yù)定尺寸的煙片。最后，把各生產(chǎn)線上制得的煙片成品收集起來，并在包裝機26中進行包裝。
本發(fā)明設(shè)備的某些特征部分在下面詳細說明輔助材料為了制造本發(fā)明的煙片，把煙屑和粘結(jié)劑粘結(jié)在一起制成濕的小圓?；旌狭?。與香煙的普通原材料類似，濕?；旌狭现邪ǜ鞣N煙屑，粘結(jié)材料，增強材料，和賦予混合料一定濕度的水，如果需要的話，還包括如保水劑和抗水劑之類的輔助材料。最好，在濕?；旌狭现校鄬τ?00份的煙屑，含有5-20份的增強材料和20-35份水(按重量計)。增強材料最好用普通的紙漿纖維。除了水以外，整個組分的重量中，75-95%為煙屑，最好80-90%為煙屑。粘結(jié)劑可用羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、乙基纖維素、淀粉、藻朊酸鈉等，相對于100份(重量)的煙屑，粘結(jié)劑的含量為1-15份(重量)最好為3-10份(重量)。保水劑可用丙二醇和玉米漿的混合物(混合比為1∶2重量比)，而抗水劑可用乙二醛。在拌和機12中，除水以外的其它組份首先拌和，然后再加入水與它們一起拌和。
破碎機圖6是示出破碎機17的放大的透視圖。破碎機17包括一個電動機52和一個轉(zhuǎn)子54，轉(zhuǎn)子54由電動機52驅(qū)動，并有一根轉(zhuǎn)軸，其上設(shè)置了四行徑向延伸的葉片。每行葉片沿轉(zhuǎn)軸的縱向延伸，與另一行隔開一段距離。每行葉片與相鄰行葉片的延伸方向互相垂直。在轉(zhuǎn)子54的兩側(cè)各設(shè)置了一個半圓柱形的保護罩58，從而形成一個破碎空間。在一個保護罩58上設(shè)置了一個用于加進原材料的進料口62，在轉(zhuǎn)子54的下面設(shè)置了放出原材料的出料口64。
從捏合機16放出的中間煙片通過進料口62加到破碎空間中，再被轉(zhuǎn)子54上的葉片破碎成與從拌和機12中放出的小圓粒相似尺寸的濕的小圓粒，通過轉(zhuǎn)子54下面的出料口64，從破碎機17放出。在破碎機內(nèi)，原材料從加進到排出過程中被連續(xù)地加工。
成型壓輥如上所述，在本發(fā)明設(shè)備中，由于原材料容易送進成型機18a的壓輥的中間，故成型機18a的壓輥可在為普通壓輥的速度的三倍的情況下工作，但是，壓輥的高轉(zhuǎn)速引起對它們的摩擦表面過分發(fā)熱，因而產(chǎn)生局部膨脹。而局部膨脹會造成從壓輥放出的煙片成品厚度不均勻，因此使產(chǎn)品質(zhì)量惡化。
圖7示出了為了解決上述問題而在本發(fā)明中用作為成型壓輥的壓輥70的縱剖面圖。壓輥70的轉(zhuǎn)子72中有一孔道74，沿其軸向穿過其內(nèi)部。轉(zhuǎn)動接頭76接在轉(zhuǎn)子72的一端，該接頭76中帶有一根進水管78和一根出水管82，在它的內(nèi)部穿過。水管78及82分別以水密方式與孔道74的導水管84和內(nèi)部空間74b相連(后兩部件下面再說明)。另外，在與孔道74的接頭部分，水管78與82是同軸延伸的，使得出水管82包住進水管78。
進水管78的一端與設(shè)置在孔74中的導水管84的一端相連。導水管84的另一端大致處在孔道74的中部位置。圍繞導水管84的終端裝一隔盤86，把孔道74分成兩個空間74a和74b(也就是圖中的右空間和左空間)，設(shè)在隔盤86周邊上的環(huán)形槽內(nèi)裝著一個O形密封圈88。
在轉(zhuǎn)子內(nèi)有一條斜水道92，其一端與右空間74a相通，另一端與一軸向水道94的一端相通，該軸向水道94是在轉(zhuǎn)子94內(nèi)靠近上表面沿軸向延伸的。如圖9所示，軸向水道94的另一端通過聯(lián)結(jié)通道98與另一沿軸向的軸向水道95的一端相連。而該軸向水道95的另一端又通過連通通道99與軸向水道96的一端相連。而該軸向水道96的另一端又與另一根與孔道94的左空間74b連通的斜水道93相連。
從圖8中可以明白，在成型壓輥中設(shè)置了六組水通道，每組從斜水道92經(jīng)過軸向水道94-96通入斜水道93。也就是說，軸向水道94-96是設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)靠近它的周邊表面，使它們沿圓周方向以大體規(guī)則的間隔分布。從進水管78供入的水通過導水管84流入轉(zhuǎn)子內(nèi)的右空間74a，然后通過斜水道92進到軸向水道94-96，這樣冷卻了轉(zhuǎn)子72的整個表面。然后水又通過斜水道93進到左空間7474b中，并通過出水管84從轉(zhuǎn)子中排出。
在該設(shè)備開始操作時，通過進水管78，把約為60-90℃的熱水供入成型壓輥70中。因為開始必須把壓輥70加熱，以使原材料(這里是指濕的小圓粒)足夠流態(tài)化。但是，當壓輥在高速轉(zhuǎn)動下變熱時，水又要起冷卻劑的作用，從而防止壓輥70的表面過分發(fā)熱而造成局部膨脹。因此，能保持煙片產(chǎn)品的高質(zhì)量。
下面是為比較本發(fā)明的方法和設(shè)備與其它方法和設(shè)備得到的產(chǎn)品而進行的試驗。
實例在拌和機中把按重量計算的100份煙屑、15份低漿纖維(增強劑)、5份丙二醇和5份玉米漿的混合物(保水劑)、5份乙二醛(抗水劑)、以及用來調(diào)整濕度的30份水拌均，制成濕的小圓?；旌狭?。
然后把這些小圓粒從拌和機送入捏合機中捏合并處理成厚度約為0.5mm的中間煙片。在捏合機中，高速輥與低速輥的圓周速度之比1.3∶1，而高速輥的圓周速度是138米/分。
然后，把中間煙片裝進破碎機中，破碎成為直徑約3-5毫米的濕圓粒。裝在破碎機中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分。
破碎出的小圓粒裝入成型機的壓輥之間。制成厚度為0.12毫米左右的最終煙片產(chǎn)品，成型機的高速壓輥與低速壓輥的圓周速度之比也為1.3∶1，但高速壓輥的圓周速度為240米/分。
最終煙片產(chǎn)品經(jīng)過干燥，作為試樣A去進行過伸強度試驗。作為比較試樣，在下列條件下制備出試樣B和C;
試樣B用如圖2所示普通設(shè)備制備出，其加工速度約為本發(fā)明設(shè)備的三分之一。試樣C用不帶捏合機的設(shè)備制備出來，該設(shè)備的破碎機的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分，因此加工速度與本發(fā)明設(shè)備一樣。表1示出了這些試樣進行拉伸強度試驗得到的試驗結(jié)果。
表1 拉伸強度試驗結(jié)果(g/mm2)
<p>由上述試驗結(jié)果可了解到，由本發(fā)明的方法和設(shè)備制得的試樣A的拉伸強度明顯高于試樣B，而且比試樣C高得多。
本專業(yè)的技術(shù)人員很容易明白本發(fā)明的其它優(yōu)點及改型。因此，更廣泛地講，本發(fā)明并不局限于上面所說明和示出的細節(jié)、有代表性的裝置和所給出的實例。相應(yīng)地，在不背離由所附的權(quán)利要求書及它們的等效物所限定的總的發(fā)明概念的精神和范圍的情況下可以作出各種改型。
權(quán)利要求
1.一種制造煙片的方法，包括如下步驟把煙屑和包括水在內(nèi)的輔助材料混合制成濕的圓?；旌狭希话褲竦膱A?；旌狭夏蠛闲纬芍虚g煙片；把中間煙片破碎形成破碎的濕圓粒；和在至少一對壓輥中間加工破碎的濕圓粒而制成最終的煙片產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的濕圓粒由分批拌和機(12)制成，而在制造濕的圓?；旌狭虾椭瞥芍虚g煙片的步驟中間用一個穩(wěn)定加料機(14a)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于在形成破碎的濕圓粒和制成最終的煙片產(chǎn)品步驟中間用一個穩(wěn)定加料機(14b)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于在制造最終煙片成品的階段所用的每個壓輥是在轉(zhuǎn)子(70)內(nèi)靠近它的表面設(shè)置有多條水道(94、95和96)的壓輥(70)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于把熱水通入每個壓輥(70)的水道(94、95、96)中，熱水在壓輥的工作開始時把破碎的濕圓?；旌狭霞訜?，使它們具有流動性，而在高速運轉(zhuǎn)中，它又使壓輥(70)冷卻。
6.一種制造煙片的設(shè)備，包括一臺用來把煙屑與包括水在內(nèi)的輔助材料混合在一起而形成濕的圓?；旌狭系陌韬蜋C(12);一臺把濕圓粒捏合成中間煙片的帶有至少一對捏合輥(36和37)的捏合機(16);一臺把中間煙片破碎成破碎的濕圓粒的破碎機(17);和一臺用來把破碎的濕圓粒制成最終煙片產(chǎn)品的帶有至少一對壓輥(44和45)的成型機(18a)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征在于所述的拌和機(12)是一個分批式拌和機(12)，并且在所述的拌和機(12)和捏合機(16)中設(shè)置一個穩(wěn)定加料機(14a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征在于所述的破碎機(17)后設(shè)置了多臺成型機(18a)，并且在所述的破碎機(17)和成型機之間設(shè)置了一個穩(wěn)定加料機(14b)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征在于所述的破碎機(17)具有一個設(shè)置了沿徑向延伸的多個葉片(56)的轉(zhuǎn)子(54)，中間煙片連續(xù)地送到葉片(56)上，被葉片(56)破碎成所述的濕圓粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征在于成型機(18a)的每一壓輥(44和45)是一個在轉(zhuǎn)子(70)內(nèi)靠近它的表面設(shè)置了多條水道(94、95、96)的壓輥(70)。
全文摘要
制造煙片的設(shè)備，包括拌和機、捏合機、破碎機和成型機各一臺。拌和機把煙屑和包括水在內(nèi)的輔助材料混合制成濕的圓粒。捏合機有一對捏合輥，把濕圓粒捏合成中間煙片。破碎機把中間煙片破碎成破碎的濕圓粒。成型機有一對軋輥，把破碎的濕圓粒制成最終煙片。由于進到成型機的原材料是從捏合成的中間煙片又破碎成濕的圓粒，因此容易送入成型機的軋輥中，從而提高了設(shè)備的加工速度。
文檔編號A24B3/14GK1053739SQ91100519
公開日1991年8月14日 申請日期1991年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月30日
發(fā)明者古谷德男, 金田真二, 小林正明, 野村賢一 申請人:日本煙草產(chǎn)業(yè)株式會社