專利名稱:振動(dòng)槽煙草分離器和分選機(jī)的制作方法
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域：
一般地屬于煙草加工，特別是屬于根據(jù)顆粒大小分離和分選煙草以及從煙草中除去雜質(zhì)。
用作卷煙填料的切碎的煙草常常含有雜質(zhì)，如不除去這些雜質(zhì)，用這種煙草制成的香煙質(zhì)量就會(huì)降低，這些雜質(zhì)包括沙子和其它非煙草顆粒。在把煙草切成細(xì)長(zhǎng)填料時(shí)產(chǎn)生的小梗，也會(huì)降低用這種煙草生產(chǎn)的香煙的質(zhì)量。
已知有許多根據(jù)顆粒大小和重量分選煙草的裝置。但是，這些裝置在對(duì)煙草進(jìn)行加工時(shí)，往往會(huì)損傷煙草。的確，對(duì)于膨松的煙草和其它易損原料，采用普通設(shè)備，產(chǎn)品的降級(jí)實(shí)際上是不可避免的。另外，許多這種裝置都不能只經(jīng)過一或兩道就充分有效地分離出最大量的可用填料，一定成分的煙草需要經(jīng)過八次或十次加工，才能獲得滿意的分離度。
本發(fā)明的目的是提供一種根據(jù)顆粒大小、重量和形狀分離和分選煙草的方法和裝置，特別是對(duì)于切碎的煙草填料、整片煙草葉和膨松的煙草。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供這樣一種方法和裝置，煙草在其中加工，不通過風(fēng)選機(jī)或氣閘。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供這樣一種方法和裝置即能夠加工非常易損的原料，例如膨松的煙草，而不會(huì)使原料受到明顯破壞。
本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供這樣一種方法和裝置即采用氣流分離，而且所需的最大空氣速度低于普通的空氣分離器中的一般速度。
本發(fā)明的第五個(gè)目的是提供這樣一種方法和裝置其所產(chǎn)生的噪音低于普通的空氣分離器。
本發(fā)明的第六個(gè)目的是提供這樣一種方法和裝置即它能夠分離特征上僅有輕微差別的兩類原料。
本發(fā)明的方法包括從切碎的煙草堆中分離重顆粒(“葉脈”)，特別是那些包括沙子或煙葉梗的重顆粒，以生產(chǎn)質(zhì)量合乎要求的卷煙填料，使一流體(下文稱作“成層流”)通過切碎的煙草，形成一煙草成層床，該成層流還夾帶輕顆粒(“葉片”)并將其升舉到該成層床的頂部，這樣就可以輕易地使這些輕顆粒遷移。然后，這些夾帶的葉片借助流體從成層床遷移，并落入一收集容器，即接受器。如果需要，葉片或葉脈或是它們兩者都可以用這種方式進(jìn)行第二次加工，以達(dá)到對(duì)這兩類顆粒的較高程度的分離。
本發(fā)明的裝置是一煙草分離器、分選機(jī)和接受器，包括一成層容器;將煙草輸入該容器的裝置;將一成層液體輸入該容器，以在該容器中形成煙草成層床，并用于夾帶所需等級(jí)的煙草片(例如，較輕的煙草片)的裝置;以及接受這些夾帶的煙草的接受器或收集裝置。
最好通過使成層容器的底部輕微地傾斜和振動(dòng)的裝置把一定程度的橫向運(yùn)動(dòng)傳遞給成層床上的煙草。
結(jié)合附圖，從下文中對(duì)選用的實(shí)施例的詳細(xì)描述中將了解到本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。附圖中同樣的標(biāo)號(hào)始終表示同樣的部件。
附圖的簡(jiǎn)要說明圖1是一根過濾嘴香煙的側(cè)視圖，局部剖開以顯示填料。
圖2是圖1中香煙的端視圖，從圖1中的2-2線取出。
圖3是一根過濾嘴香煙的局部剖開的側(cè)視圖，表示填料中的各種有害雜質(zhì)。
圖4是一根過濾嘴香煙的側(cè)視圖，表示因填料中的雜質(zhì)而產(chǎn)生的缺陷。
圖5是一根過濾嘴香煙的局部剖開的側(cè)視圖，其中卷煙紙有一處刺破。
圖6是從圖5中的6-6線取出的剖視圖。
圖7是選用的本發(fā)明裝置實(shí)施例的一幅側(cè)視圖。
圖8是從圖7中的8-8線取出的剖視圖。
圖9-11是表示在圖7的裝置內(nèi)形成的煙草成層床的視圖。
圖12是類似于圖8的視圖，表示選用的本發(fā)明裝置的第二個(gè)實(shí)施例。
圖13是類似于圖8的視圖，表示選用的本發(fā)明裝置的另一實(shí)施例。
圖14A和14B是選用的本發(fā)明裝置的另一實(shí)施例的成層容器的剖面圖。
圖15是選用的本發(fā)明裝置的另一實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖16是從圖15中的16-16線取出的一幅視圖。
選用實(shí)施例的詳細(xì)說明如圖1和圖2中所示，一根典型的過濾嘴香煙10包括一煙草填料棒12，12包在卷煙紙14中，一過濾嘴16靠過濾嘴紙18固定在香煙的一端，為了使香煙10達(dá)到高質(zhì)量，填料12應(yīng)有均勻的質(zhì)量，并且不應(yīng)含有雜質(zhì)，如圖1和圖2中所示。圖3表示一根香煙20，其填料12中包含一根煙梗22和一鳥眼24(一煙梗的橫切面)。這種缺陷是不合要求的，煙梗26會(huì)刺破卷煙紙，如圖5和圖6中所示。另外，香煙點(diǎn)燃時(shí)，鳥眼會(huì)造成一熱點(diǎn)，該熱點(diǎn)如果靠近卷煙紙，會(huì)將卷煙紙燒穿。鳥眼的過分濕度也會(huì)污染填料，并在香煙卷紙上造成污點(diǎn)28，影響香煙的外觀。
如圖7中所示，選用的本發(fā)明裝置的第一實(shí)施例包括做雙分離器的30，將30稱做雙分離器是因?yàn)橐来尾捎脙蓷l流體使煙草成層和凈化，如下文所述。
雙分離器30支撐在六條斜支柱32上振動(dòng)，支柱32安裝在基座
34上。振蕩運(yùn)動(dòng)可由任何適當(dāng)?shù)囊阎獧C(jī)構(gòu)(由圖7中的36表示)提供，該振動(dòng)機(jī)構(gòu)最好包括一縱向運(yùn)動(dòng)分量(即圖7中的左右方向)，最好還包括一垂直或一橫向水平分量，或兩者兼而有之。雙分離器30包括一成層容器38，一上部容器40，40包括一個(gè)或多個(gè)接受器即收集器41。成層容器38有一平底42和一比較低的垂直側(cè)邊44。斜面46彼此相對(duì)收斂，圍成了成層容器的頂，并在成層容器38的頂部中央圍成一比較窄的喉部48，成層容器38通過喉部48與上部容器40的內(nèi)部連通。喉部48沿成層容器38的整個(gè)長(zhǎng)度方向延伸。一多孔板、網(wǎng)或其它類似部件50設(shè)置在與成層容器38的底部42隔開一定距離處，作為煙草成層床52的底，該煙草成層床是靠成層流體形成的。板50最好水平傾斜一小角度，以促使原料從雙分離器30的一端移到另一端。
雙分離器30的上游端(圖7中的左手端)有一唇形進(jìn)料盤54，需要加工的煙草就從該處輸入分離器。一進(jìn)料輸送機(jī)55用來將切碎的煙草或其它需要加工的原料輸送到分離器30上游端的進(jìn)料盤54上。在30的下游端，一噴口56作為出口使原料從振動(dòng)成層容器38輸出到一輸送機(jī)58上。
從圖8中可以清楚地看到，上部容器40包括一低矮、比較淺的盤60，盤60固定在成層容器38的垂直壁44的頂部。該盤60作為接受器，用來收集從成層器38遷移出的煙草。一布袋62連接盤壁44頂端和上壁64，上壁64圍成上部容器殼體側(cè)壁的上部。一頂板66覆蓋除一排氣口以外的上部容器40的頂部，排氣口由一通氣筒68圍成的。懸掛或支撐的塵袋70最好整齊地排列在殼體40的上部。這些袋子70的橫截面最好是圓形的，并可用織物，線或塑料網(wǎng)制成。各條袋的直徑最好為數(shù)英寸，相鄰袋之間的間隔最好不超過幾英寸。這些袋子有助于保持收集在接受器中產(chǎn)品的質(zhì)量，如下文所述。
接受器盤60的下游端裝有一個(gè)第二噴口72，收集在接受器盤60中的原料從該噴口輸出到鄰近的出料輸送機(jī)74。成層容器38的振動(dòng)傳遞到上部容器40的盤60，促使收集的產(chǎn)品移到噴口72。
在圖7的實(shí)施例中，采用兩條成層流體。上升氣流或其它流體靠適當(dāng)?shù)钠胀L(fēng)扇設(shè)備80經(jīng)過兩個(gè)入口76、78從分離器30的底部供入。各條流體的流速分別由入口76、78中的可旋轉(zhuǎn)擋板82、84控制，流體經(jīng)過兩個(gè)入口76、78被向上推入成層容器38，并經(jīng)過多孔板50向上。板50上面或上方的顆粒物質(zhì)受到流體和殼體振動(dòng)的攪動(dòng)。這樣就形成了顆粒物質(zhì)的流體化的成層床52。
空氣從雙分離器30頂部的排氣筒68排出，排氣筒中也裝有一可旋轉(zhuǎn)擋板86，排出的空氣中通常含有灰塵，因此使這些空氣通過一適當(dāng)?shù)钠胀ɑ覊m收集器88。如圖7中所示，可以采用一與風(fēng)扇80分離的排氣風(fēng)扇系統(tǒng)90，可以采用一封閉循環(huán)系統(tǒng)。
進(jìn)料輸送機(jī)55將切碎的煙草送到雙分離器30的上游端。分離器30的振動(dòng)和多孔板50的傾斜使這些原料向前移動(dòng)，通過分離器(圖7中從左至右)。這些切碎的煙草一般包括混有煙梗、鳥眼的填料，其中還可能混有其它有害物質(zhì)。這種混合物如圖9中所示。
通過板50上升的空氣流使較輕的顆粒從較重的顆粒中浮起，并支承著這些顆粒并根據(jù)其比重、大小和其它特征使其成層，如圖10中所示。一般地，最適于用作香煙填料的顆粒上升到煙草成層床52的上部，而煙梗和其它不需要的物質(zhì)保留在底部。根據(jù)本發(fā)明，位于頂部的合格原料從成層床52遷移并被收集，而不合要求的原料留在床52上，最后從床52排放到廢料輸送機(jī)58上。
根據(jù)本發(fā)明，成層流體通過成層容器38的喉部上升，隨著容器38的寬度朝頂部變窄，流體的速度增加。這個(gè)高速流體帶動(dòng)輕填料，向上通過喉部48，并進(jìn)入上部收集容器40。當(dāng)這種混合流體進(jìn)入寬得多的上部容器40時(shí)，流體的速度減小，使夾帶的填料落入收集盤即接受器60，如圖8中的虛線箭頭所示。板或網(wǎng)50的振動(dòng)和傾斜使按上述方式收集的填料移動(dòng)到雙分離器30的下游端，填料在那里通過噴口72落在出料輸送機(jī)74上。
只有較重的顆粒-煙梗和鳥眼-留在成層容器38內(nèi)，如圖11中所示。
塵袋70阻止合格的填料被從分離器30的排氣筒68抽出，以幫助防止產(chǎn)品的損耗，如果填料通過了灰塵收集器88或排氣風(fēng)扇90，就會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品的損耗。
最好是以一比較低的速度經(jīng)過入口76將第一條成層流體輸入成層容器，該較低速度足以和分離器30的振動(dòng)共同使煙草在板50上成層，而且，最好是以一比較高的速度經(jīng)過入口78將第二條流體輸入，以在成層床52的頂部夾帶和遷移顆粒。
在圖12中所示的選用的第二實(shí)施例中，收集容器40的上部?jī)?nèi)設(shè)有設(shè)置塵袋或其它物體。這個(gè)實(shí)施例的功能在許多方面與第一實(shí)施例相同，不過它用于加工整片的煙葉，將殘根(煙葉叢)從煙葉中分離出來，并將殘根破碎。在這個(gè)實(shí)施例中，不需要圖7和圖8中的塵袋，因?yàn)樗庸さ摹邦w?！背叽绫容^大(如整片煙葉和殘根)選用的第三實(shí)施例主要也用于加工整片煙葉，如圖13中所示。一導(dǎo)流板92大致位于這個(gè)實(shí)施例的上部容器40”的中央，該導(dǎo)流板92沿上部容器40”的長(zhǎng)度方向設(shè)置，并位于成層容器38喉部的正上方。如圖所示，該導(dǎo)流板92的橫截面形狀有點(diǎn)象一個(gè)箭頭。該導(dǎo)流板92的下表面大致為V形，“V”的頂點(diǎn)向下，兩邊有點(diǎn)下凹彎曲，導(dǎo)流板92的上表面成一比較尖銳的“V”形，該上表面的精確形狀有助于空氣流向排氣筒68。這個(gè)實(shí)施例特別適合于從易損性的整片煙葉-例如優(yōu)質(zhì)煙葉-中分離出雜質(zhì)，這些雜質(zhì)通常存在于這種煙草中，
本實(shí)施例還特別適合于從殘根中分離單片煙葉。與采用先前已知的方法和設(shè)備相對(duì)比，根據(jù)本發(fā)明可以有效地完成煙草的凈化，而且不會(huì)損傷煙葉。
對(duì)于整片癥葉或其它較大顆粒的加工，為了實(shí)現(xiàn)良好的分離，成層床的深度必須大于切碎填料的尺寸。否則，會(huì)出現(xiàn)“絞扭”(“Piggybacking”)現(xiàn)象，即兩個(gè)或多個(gè)顆粒局部彼此纏住，作為一體移動(dòng)，阻礙應(yīng)有的分離。為了達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，從入口端的最高處到出口端的最低處降低成層容器的內(nèi)部高度是非常有效的。成層容器在進(jìn)料口附近比較高，是為了使容器中的顆粒充分成層。降低與容器相對(duì)的頂板的高度，從而降低了喉部，這使上升空氣在一較低點(diǎn)進(jìn)入喉部，加快了保持在成層床上部的顆粒的分離。另外，第二條上升流體以高于第一條流體的速度輸入，用于分離原料。
在由圖14A和14B中的剖面表示的另一種型式的成層容器中，成層容器38′的頂部裝有兩個(gè)平行的喉部106、108。這兩個(gè)喉部被一槽110分隔，該槽的V型底面111圍成各個(gè)喉部106、108的收斂部分的一側(cè)。輔助槽112、114的形狀最好與110槽大致相同，并沿成層容器38′的各側(cè)設(shè)置，其高度位置與第一槽110相同，這三個(gè)槽110、112、114作為接受器，接受被通過喉部106、108的上升成層流從下部容器38′遷移出的煙草。槽110、112、114在雙分離器的出口端比較深(圖14B)，以有助于分離成層床上部的顆粒，如上文所述。例如，對(duì)于整片煙葉的加工，各槽110、112、114的底部在雙分離器的入口端位于支承成層床的板或網(wǎng)50上方約八英寸(圖14A)，而在另一端約為兩英寸，沿成層容器38′的長(zhǎng)度方向，這一距離逐漸減小。
中央槽110最好在兩端支撐，如果需要，也可以靠成層容器38′中的一垂直板(未示出)從下面支撐，該垂直板將成層容器38′分成兩個(gè)平行的容器。
圖15和圖16表示選用的另一實(shí)施例，其中缺少上文中所述實(shí)施例的收集盤和上部容器。在這個(gè)實(shí)施例中，廢氣直接從設(shè)置在成層容器喉部頂端的一排氣筒68′排出。另外，網(wǎng)50上方的喉部48的壁高朝分離器的出口(圖15中向右)逐漸增大。這一實(shí)施例特別適用于從碎片這種非常細(xì)密的原料中分離煙草條形狀的切碎的填料。在這一實(shí)施例中，有一張網(wǎng)作為成層床52的基底50。借助于通過該網(wǎng)供入的流體和分離器的振動(dòng)，層狀的填料和混在其中的有害物質(zhì)顆粒受到攪動(dòng)并被分離。這一攪動(dòng)和上升流體也使非常細(xì)密的碎片大致呈垂直方向排列，使這些碎片穿過網(wǎng)孔落到容器的底部116。流體入口的上端覆蓋著足夠細(xì)密的濾網(wǎng)(未示出)以防止碎屑落進(jìn)入口。
網(wǎng)50的水平傾斜和分離器的振動(dòng)使碎片和填料都朝分離器的下游端移動(dòng)，碎片和填料通過相應(yīng)的噴口分別被送到出口輸送機(jī)上，如圖所示。
本發(fā)明除上文所述適用于分離填料或易損優(yōu)質(zhì)煙葉和無用物質(zhì)以外，還非常適用于處理膨松的煙草這樣高度易碎的原料。標(biāo)準(zhǔn)的空氣分離器不容易分離膨松煙草的有用和無用成分，因?yàn)檫@兩種成分的重量差別很小。與標(biāo)準(zhǔn)的空氣分離器不同，本發(fā)明能夠相當(dāng)有效地分離這兩種成分。
喉部寬度與成層容器的最大寬度之比在1比1和1比4之間較好，最好是約為1比3。但也可以為其它比值，即任何屬于本發(fā)明范圍的、使分離器能起到本文中所描述的作用的比值。
成層床的水平傾斜是按照所需要的產(chǎn)品通過分離器的速度選定的。確切的傾斜角度隨產(chǎn)品和產(chǎn)品沿成層床移動(dòng)的方式以及所需要的生產(chǎn)能力和分離器的長(zhǎng)度而變化。一般地，傾斜角宜在0-8°范圍內(nèi)。但是本發(fā)明決不局限于這一角度范圍，而是包括能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的任何傾斜度。
按照就圖7的實(shí)施例所做的描述，在圖示的雙分離裝置中，第一成層流的速度最好低于第二成層流。第一成層流的速度足以使需要加工的原料成層。第二成層流的速度比較高，實(shí)際的分離主要在第二成層流處進(jìn)行。
對(duì)于切碎的煙草填料，適宜的標(biāo)準(zhǔn)成層流速度，第一條為每分鐘300英尺，第二條為每分鐘450-500英尺。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是其所采用的空氣速度不象在標(biāo)準(zhǔn)的空氣分離器中那樣大。在標(biāo)準(zhǔn)的空氣分離器中，空氣速度經(jīng)常達(dá)到每分鐘4000至6000英尺。與標(biāo)準(zhǔn)空氣分離器不同，適用于本發(fā)明的最高速度要低得多。例如，在喉部大約為每分鐘1200英尺。成層床中的流體速度還要低得多，在分離裝置的任何特定部位的煙草都不會(huì)象其周圍的流體移動(dòng)的那樣快。
低速度的另一優(yōu)點(diǎn)(除所需功率低以外)是煙草不須經(jīng)受大幅度減速和伴隨的損耗，這種現(xiàn)象存在于普通的切向分離器系統(tǒng)中。
在使用獨(dú)立的供氣和排氣風(fēng)扇時(shí)，最好使成層流體的供排平衡，以形成等效于封閉的流體循環(huán)系統(tǒng)。
采用本發(fā)明，煙草不必通過風(fēng)選機(jī)或氣閘，從而避免了時(shí)常出現(xiàn)的這種裝置對(duì)煙草的嚴(yán)重?fù)p耗。
本發(fā)明的方法和裝置可以高效率地分離煙草，而且這種柔和的分離不會(huì)對(duì)煙草產(chǎn)生明顯的破壞作用。
雖然已參照幾個(gè)圖解的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)的描述，對(duì)于那些熟悉本技術(shù)領(lǐng)域：
的人來說，許多改進(jìn)和變化會(huì)是顯而易見的。因此，本發(fā)明的范圍不局限于本文中的詳細(xì)描述，而僅由從屬權(quán)利要求
限定。
權(quán)利要求
1.根據(jù)顆粒大小分離和分選煙草的方法，其特征在于使成層流體通過煙草，形成煙草成層床，該煙草被上述流體支承在成層床上并根據(jù)各煙草片的大小、形狀和重量成層，這樣從煙草堆中分離出不合要求原料；合乎要求的煙草片從該成層床的上部遷移；遷移的煙草片被一與煙草成層床間隔的接受器接受和收集。
2.權(quán)利要求
1中所述的方法，其中收集步驟包括使遷移的煙草落入槽內(nèi)。
3.權(quán)利要求
1中所述的方法，其中遷移步驟是靠成層流通過成層床和緊接成層床上方并且比成層床窄的喉部，以從成層床上部夾帶合乎要求的煙草片實(shí)現(xiàn)的。
4.權(quán)利要求
3中所述的方法，還包括在流體通過喉部以后，降低該流體的速度，以使該流體拋下煙草。
5.權(quán)利要求
4中所述的方法，還包括使一接受遷移的煙草片的接受器振動(dòng)，以使接受器中的煙草朝一出口移動(dòng)。
6.權(quán)利要求
5中所述的方法，還包括借助吸力除去灰塵。
7.權(quán)利要求
6中所述的方法，還包括靠置于喉部和吸力源之間的阻擋裝置防止遷移的煙草片隨灰塵排出。
8.權(quán)利要求
1中所述的裝置，其中煙草包括切碎的填料，遷移的煙草是最適于用作香煙填料的煙草片。
9.權(quán)利要求
1中所述的方法，其中的煙草是一切碎的膨松的煙草堆。
10.權(quán)利要求
1中所述的方法，其中的煙草是整片的煙葉，遷移的煙草片是各片煙葉，靠流體留在成層床上的原料包括煙葉殘根。
11.分離和分選煙草的裝置，其特征在于一成層容器;將煙草輸入該容器的裝置;用于振動(dòng)該容器的裝置，將一成層流體輸入該容器，以在該容器中形成煙草成層床，并用于夾帶比較輕的煙草片的裝置;和接受這樣夾帶出的煙草片的裝置。
12.權(quán)利要求
11中所述的裝置，其中所述的接受裝置包括靠近所述的成層容器的盤裝置。
13.權(quán)利要求
12中所述的裝置，其中所述的成層容器包括一底部，該底部自水平方位傾斜，和所述容器的振動(dòng)共同促使顆粒橫向運(yùn)動(dòng)，在所述容器內(nèi)形成一成層床。
14.根據(jù)權(quán)利要求
12中所述的裝置，其中所述的成層床容器有一比該成層容器的最大寬度窄的喉部，用于遷移從該成層容器內(nèi)夾帶出的原料。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14中所述的裝置，其中所述的成層容器的最大寬度為所述喉部寬度的一至四倍。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15中所述的裝置，其中所述的成層容器的最大寬度約為所述喉部寬度的三倍。
17.根據(jù)權(quán)利要求
12中所述的裝置，還包括設(shè)置在所述喉部上方的導(dǎo)流板裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17中所述的裝置，其中所述的導(dǎo)流板裝置是一單個(gè)部件。
19.根據(jù)權(quán)利要求
18中所述的裝置，其中所述的導(dǎo)流板裝置包括彼此相隔的一排部件。
20.根據(jù)權(quán)利要求
19中所述的裝置，其中所述的彼此相隔的部件是用塑料網(wǎng)制成的。
專利摘要
揭示用于將煙草分離和分選為兩種成分，例如，分為葉脈和葉片的方法和裝置。采用一流體，并最好和煙草的振動(dòng)共同形成一煙草成層床(52)，煙草靠流體支承在該成層床上，并按照顆粒大小、比重和重量成層。流體夾帶位于成層床頂部的較輕煙草顆粒，并將其遷移到一適當(dāng)?shù)慕邮芷?41)，這些煙草顆粒被該接受器接受和收集。
文檔編號(hào)A24B1/00GK85104771SQ85104771
公開日1986年12月17日 申請(qǐng)日期1985年6月20日
發(fā)明者里查德·E·撤切爾, 路易斯·R·塔拉諾 申請(qǐng)人:菲利普莫里斯公司(弗吉尼亞公司)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan