Способ управления процессом нанесения перфорации на оболочку табачных изделий

ае св СОЮЗ СООЕТСКИКппппипппиивипипРЕСПУБЛИК ЗСЮ А 24 5 34 пии и ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯи, пиип К ПАТЕНТУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпп ппппп пппп ппппп и пппипп(54)(57) 1, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАНЕСЕНИЯ ПЕРФОРАЦИИ НА ОБОЛОЧКУ ТАБАЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ, предусматрвающий измерение текущего значения воздухопроницаемости оболочки табачных изделий, о т л и ч,а ю.щ и й с я тем, что, с целью повыаения точности путем поддержания заданного соотношйния всасываемого дополнительного воздуха к дыму, нанесение перФорации осуществляют в зависимости от оказываемого ,набивкой сопротивления прохождению дыма..Проектная,1709/55 Тираж 318 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д.нием по оси .Фильтрующие тампоны становятся готовыми сигаретами с фильтромПри изготовлении сигарет с двойным фильтром, имеющим расположенные кнаружи табачные стержни и расположенные внутри двойные фильтрующие тампоны, эти ранее названные группы после соединения с помощью покрытых клеем покрывающих листков отделяются. друг от друга отрезанием, сигареты одного ряда поворачиваются и обьединяются с сигаретами другого ряда, а затем транспортируются в одном ряде для дальнейшей обработки.Для того, чтобы иметь возможность подавать к дыму сигарет с Фильтром побочный воздух, в Фильтрующих тампонах выполняются отверстия, для чего служит перфорационное устройство 11 в виде лазера на машине для прнсоединения Фильтров. Отходящий от управ ляемого лазера лазерный луч 12 через зеркало 13 и 14, а также линзу 15 попадает на участок фильтра, где он прожигает отверстие через листок покрывающей бумаги и большей частью . 25 также состоящую из бумаги поверхность фильтрующего тампона, так что при затяжке сигаретой 6 холодный побочный воздух может поступать через отверстия в мундштук Фильтра, где он смешивается с проходящим через сигарету потоком дыма. При перфорировании сигарета находится на барабане 16, на котором она,транспортируется и при помощи воздушного вакуума в каналах 17 удерживается в углублениях 18. Вращающее устройство в виде барабана 19 с пазами вращает сигарету на участке вращения таким образом, что она во время вращения прерывает свое движение транспортирования, относи тельно вращаясь обратно по периметру барабана 16. Поэтому лазерный луч 12, посылаемый лазером в виде импульсов, может последовательно прожигать отверстия в фильтрующих тампонах, которые в этом случае располагаются в один ряд. Временное управление началом перфорирования сигареты и отдельные лазерные импульсы инициируются. кулачковым диском, внешнее кольцо 20 50 которого с управляющими кулачками 21 (инициирование) и 22 (отдельные импульсы) видны. Управляющие сигналы подаются инициатором 23 приближения на вход управляющего устройства, 24. лазераЕсли оказываемое набивкой сопротивление прохождению дыма табачного стержня сигареты б постоянно, на степень вентилирования могут влиять лишь колебания воэдухопроницаемости:сига 60 ретной бумаги. Для дополнительного управления перфорационным устройством используется датчик измерительных сигналов для воздухонепроницаемости полосы обертки из сигаретной бумаги,. 65воздухопроницаемость которой измеряется перед тем, как ее укладывают вокруг табачного стержня. Датчик измерительных сигналов состоит в основном из камеры 25 пониженного давления, вдоль которой подается полоса 4. Пониженное давление создается всасываю" щей стороной вентилятора 26. Оно зависимо от воздухопроницаемости бумаги н регистрируется и посылается как электрический сигнал измерительным преобразователем 27, например мембранным датчиком. После усиления усилителем 28 и сравнения блоком 29 сравнения с сигналом заданной величины, посылаемым задатчиком 30, сигнал, соответствующий возможному различию, подается к аналого-цифровому преобразователю 31, преобразующему аналоговый разностный сигнал в цифровой сигнал. Этот сигнал замедляется сдвигающим регистром 32 в соответствии с временем транспортирования полосы 4 из сигаретной бумаги, обернутого ею табачного стер"ня и, наконец, отрезанной от него сигареты 6 до вращающего устройства. При этом сдвигающий регистр имеет для каждогодвоичного разряда, преобразованного в цифровой вид разностного сигнала, ряд параллельных сдвигающих ступеней, которые все каждый раэ после прохождения такта транспортирования получают от, управляющего диска 33, приводимого в движение синхронно со скоростью машины, и инициаторы 34приближения на свои сдвигающие входЫ получают сдвигающий импульс, переключающий двоичный разряд на одну ступень дальше. Когда сигарета 6, воэдухопроницаемость обертки которой измерена датчиком измерительных сигналов, попала к вращающему устройству, измерительный сигнал для воздухопроницаемости ее обертки также поступил к выходу сдвигающего регистра 32. Преобразованный в цифровой вид измерительный сигнал с помощью цифроаналогового преобразователя 35 вновь превращается в аналоговый сигнал и подается к входу управляющего устройства 24 лазера.Регулирование возможно таким образом, что осуществляется управление продолжительностью. импульсов лазерного луча 12 или его интенсивностью.В соответствии с воэдухопроницаемостью бумажной полосы 4 путем уп-. равления поперечными сечениями отверстия удерживается постоянность степени вентилирования, причем дела" ется предпосылка, что количествота-. бака в табачном стержне и тем самым оказываемое набивкой сопротивление прохождению дыма в готовых сигаретах постоянны.Вместо выполненного как лазер пер-. форационного устройства может быть предусмотрено перфорационное устрой1071203 ство, работающее механически с помощью игл.Вместо готовой сигареты перфори" рованию может подвергаться также покрывающая бумага, если фильтрующий тампон имеет воэдухопроницаемую по верхность достаточной однородности.Другая возможность регистрации воздухопроницаемости бумажной полосы 4 дается датчиком измерительных сигналов в виде фотоэлектрического считывающего устройства, которое в основном состоит иэ источника 36 света с линзой 37, расположенного на одной стороне бумажной полосы 4, и светоэлектрического детектора 38 с линзой 39 и усилителем 40, расположенного на дРугой стороне.Датчик измерительных сигналов для количества табака в табачном стержне 41 состоит из воэдухонаправляющего устройства для направления . 2 О измерительного воздуха через табачный стержень в виде вакуумного сопла 42, подключенного к стороне низкого давления вентилятора 26. Измерительный преобразователь 43, напри мер мембранный датчик, регистрирует пониженное давление, которое зависит от количества табака в части стержня, по которой проходит поток измерительного воздуха. Измерительный сигнал 30 для количества табака на участке стержня, из которого изготовляется подлежащая перфорированию сигарета, усиленный усилителем 44, попадает к функциональному датчику 45, в котором содержатся накопленные данные, соответствующие величинам плотности или количества и соответствующие оказываемому набивкой сопротивлению прохождению дыма, которые устанавливаютсй для сигарет, изготовленных 4 О из отрезков стержня, Посылаемый функциональным датчиком 45 сигнал попадает через блок 16 сравнения и замедляющий сдвигающий регистр 32 к входу управляющего устройства 24 45 в момент времени, когда должна перфорироваться сигарета 6", изготовлен- ная из измеренного отрезка табачного стержня.Другой способ измерения для реги О страции количества табака в табачном стержне 41 демонстрирует датчик измерительных сигналов с источником 47 бета-излучения, направляющий его бета-лучи поперечночерез табачный стержень 41. На другой стороне табачного стержня 41 бета-лучи, ослабленные соответственно количеству табака соответственным чувствительным измерительным элементом, например ионизационной камерой, преобра- ф эуются в электрический сигнал, уси.ливаемый усилителем 48 и подаваемый к функциональному генератору 49.Вместо вышеописанных способов измерения количество табака в табачном Я бстержне 41 можно измерить с помощью непредставленного емкостного измерительного устройства.На фиг.З представлено воздействие на управляющее устройство перфорационным устройством как в зависимости от количества табака в табачном стержне, так и в зависимости от воздухопроницаемостисигаретной бумаги, которое является предпочтительным в тех случаях, когда могут коле" баться как количество табака, так и воздухопроницаемость сигаретной бумаги.функциональный генератор 50 получает .измерительные сигналы от датчиков измерительных сигналов. Он содер-жит накопленные величины выходных1 сигналов, относящиеся к определенным величинам оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма и величинам воэдухопроницаемости, Эти выходные сигналы вновь через сдвигающий регистр 32 попадают одновременнопо времени с изготовленной тем временем сигаретой 6 к.входу управляющего устройства 24, управляющего в зависимости от комбинированного сигнала перфорированием сигарет в смысле постоянного вентилирования, Для одновременной подачи сигналов от блоков 46 и 29 сравнения на соответствующие аналого-циФровые преобразовате ли 31 и 51 между блоком 28 сравнения и аналого-цифровым преобразователем 31 расположен сдвигающий регистр 52.В случае необходимости к Функциональному.генератору 50 через дополнительный аналого-цифровой преобразователь 53 может подаваться измерительный сигнал, соответствующий измеренной величине для количества. табака в сигарете, В таком случае этот функциональный генератор 50 долженбыть выполненным таким образом, чтобы он принимал во внимание эти эависимые от количества сигналы при установлении комбинированного управляющего сигнала.Измерительное устройство (фиг.4) отличается от устройств (Фиг.1-3) тем, что измерительный сигнал, зависимый от оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма, образуется для готовой сигареты. Соответствующий воздухопроницаемости сигаретной обертки сигнал, напротив, образуется для еще необернутой полосы.В то время, как на бумажной полосе обертки иэ сигаретной бумаги обраэуетая измерительный сигнал для воздухопроницаемости сигаретной обертки и с помощью сдвигающего регистра 54 замедляется до тех пор, пока изготовленная из отрезка полосы си" гарета 6 не достигнет перфорациоиного устройства, сигнал, соответствую1071203 8, щий оказываемому набивкой сопротив;. лению прохождению дыма табачного стержня, больше не снимается с,табачного стержня машины 1 для изготовления сигарет и не превращается фун кциональным генератором 49, функцио нальным датчиком 45 превращается в величину, соответствующую оказываемому набивкой сопротивлению прохождения дыма. При этом варианте измерительный сигнал снимается с.готовой сигареты.для этого служит выполненный как контрольный барабан 55 датчик измерительных сигналов, расположенный перед барабаном 16. Контрольный барабан имеет подвижные с управлением створки 56 и 57, охватывающие на контрольном участке с уплотнением обертку сигарет таким образом, что вдуваемый вовнутрь сигарет или отсасываемый воздушный поток зависит Ю лишь от оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма табачного :стержня в сигарете. Таким образом, влияние воздухопроницаемой бумаги исключено. Ъ.5Соответствующий оказываемому на-. бивкой сопротивлению прохождению дыма измерительный сигнал, образованный контрольным барабаном в измерительном преобразователе 58 и усилен ный, попадает после придания ему цифрового вида в аналого-циФровой преобразователь 59 и замедляется научастке пути контролируемой сигаретыот. контрольного участка до перфорационного участка в сдвигающем регистре 60 к функциональному генератору 50, выходной сигнал которого вновь подается к входу управляющего устройства 24.дополнительное влияние на управ Оляющее устройство 24 может осуществляться измерительным сигналом, абра" эуемым в зависимости от количества табака в сигарете. Этот сигнал абра эуется датчиком измерительных сигна лов (источник 47 бета-излучения и чувствительный к бета-лучам измерительный элемент 61) с помощью участка табачного стержня 41, из которого изготовляется подлежащая перфори Орованию сигарета. Замедление сигнала осуществляется после придания цифроваго вида в аналога-цифровом преобразователе 53 с помощью сдвигающего Рзгистра 52. В случае дополнительнойобработки зависимого от количестваизмерительного сигнала в Функциональном генераторе 50 необходимо накоп. лять соответствующие величины длядополнительных количественных Функций.Измерительное устройство (фиг.5) 6 Оотличается от устройства (фиг.4)тем, что сигнал, соответствующий воздухопроницаемости обертки готовойсигареты, образуется контрольным барабаном. 65 На измерительном участке к концамсигарет на контрольном барабане 55подается через дроссель контрольноедавление. Измерительный преобразователь 63 превращает давление в электрический сигнал и усиливает его. Сигнал; соответствующий выходящему иэобертки количеству воздуха, образованный измерительным преобразователем,и соответствующий воздухопроницаемости обертки, в блоке 64 сравнения сравнивается сфпосылаемым эадатчиком 65,сигналом и разностный сигнал череззамедляющий элемент 66, например сдвигающий регистр, подается к управляющему устройству 24.Измерительное устройство (фиг.6)отличается от. устройства (фиг.4,,и 5) тем, что зависимые от воэдухопроницаемости и зависимые от оказываемого набивкой сопротивления прохлаждению дыма сигналы для готовойсигареты регистрируются с помощью контрольного барабанаКроме того, предусматривается дополнительное влияниена управляющее устройство перфорационного устройства в смысле корректирования в зависимости от контрольногосигнала, отводИмого от контрольногоустройства для выполненнцх в сигаретеотверстий,Контрольный барабан 55. содержитодин контрольный участок для воздухопроницаемости сигаретной бумаги готовой сигареты 6, на котором измерительным преобразователем 63 при открытых створках 56 и .57 регистрируется падение давления вследствие протекающего через обертку сжатого воздуха, подаваемого. к обоим концам сигареты,Измерительный сигнал преобразуетсяв цифровой вид в аналого-циФровомпреобразователе 67 и сдвигающим ре,гистром 68, получающим свои сдвигающие импульсы от аналого-цифровымпреобразователем 67 тактовых импульсов замедляется на четыре такта, по.,ка контролируемая сигарета 6 не будет транспортирована от одного измерительного участка к другому измерительному участку.После этого эамедлеиный сигналцифроаналоговым преобразователем 69вновь преобразуется в аналоговый сигнал и подается к входу функциональ-.ного датчика 70.На втором измерительном участке,соответствующему первому измерительному участку, при закрытых створках 56 и 57, уплотняющих обертку сигареты снаружи, измерительным преобразователем 71 образуется электрический измерительный сигнал, зависящийот оказываемой набивкой сопротивления прохождения дыма и подаваемййна вход функционального датчика 70.Последний устанавливает из накопленных функциональных величин длявзаимосвязи между поперечными сече- виями отверстий и величинами оказываемыми набивкой сопротивления прохождению дыма или соответственно воздухопроницаемости выходной сигнал,сравниваемый в блоке 72 сравнения спосылаемым задатчиком 73 сигналомзаданной величины. Разиостннй сигнал через усилитель 74 нагружает управ,ляющий вход управляющего устройства 24 перфорационного устройства, которое теперь выполняет отверстия в зависимости от воздухойроницаемости и оказываемого набивкой соаретивления прохождению дыма, измеренного незадолго до поступления к перфорационному устройству.Дополнительно может юфть место влияние на управляющее устройство 24 в зависимости от количества табака в сигарете.Позади перфорационного устройстварасположено контрольное устройство для поперечных сечений выполненных отверстий в виде контрольного бараба- на 26. Последний снабжен створками 76 и 77, с помощью которых можно закрывать обертку контролируемой сигареты б вне участка отверстий,. Измерительный преобразователь 78 создает 10 сигнал, соответствующий воздухопроницаемости отверстий, который в бло ке 79 сравнения сравнивается с посылаемым эадатчнком 80 сигналом и через замедляющий элемент в виде четырехступенчатого сдвигающего регистра 81 и усилитель 82 подается к управляющей обмотке электромагнитного клапана 83 на трубопроводе 84 воздуха под давлением, идущим к выбросному соплу, расположенному на четыре углубления позже.Заданная величина для контрольного барабана 75 может совпадать с управляющим сигналом управляющего устройства 24. В этом случае устанавливается, соответствует ли действительный результат перфорирования требуемому результату, который должен выдерживаться для образования требуемой степени вентилирования.Измерительные сигналы контрольного барабана 75 могут подаваться к 50 интегрирующей схеме 85, которая через вход с управляющего устройства 24 осуществляет корректирование, если действительные результаты перфорирования долгое время отклоняются от требуемых.Устройатво (фиг.7) отличается от устройств (Фиг.1-6) тем, что перфорационное устройство расположено не на машине для присоединения фильтров, а на м ,ине для изготовления сига60 рет, а именно, на участке сигаретного стержня.Лазерное устройство расположено на участке готового сигаретного сте.ржня 85 на машине 1 для иэготовле ния сигарет (видны камера 87 для склейки и так называемая форматная лента 88), на котором табачный стержень 41 уже обернут склеенной внахлестку полосы 4 сигаретной бумаги. Вращающимся режущим устройством 89 от сигаретного стержня 86 вместах (штрихпунктир) 90 отрезаются готовые сигареты, которые затем в качестве так называемых простых сигарет могут подаваться непосредственно на упаковку, либо к машине 2 (Фиг.7) для присоединенияФильтров для присоединения Фильтрующего,тампона.Лазерный луч 12 направляется таким образом, что он прожигает отверстия в верхнем участке сигаретного стержня 86, где находится так называемый клееный шов 91 стержня.Управляющее устройство 24 через сдвигающий регистр 32 соединено с Функциональным генератором 50. Сдвигающий регистр 32 замедляетпосланный Функциональным генератором 50 управляющий сигнал, образованный из зависимого от количества табака измерительного сигнала, превращенного Функциональным датчиком 45 в зависимый от оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма сигнал из з.-висимого от пористости измерительного сигнала, до тех пор, пока соответствующий участок стержня, для которого получены измерительные сигналы, попадает на участок лазерного устройства. При этом измерительный сигнал, зависимый от воэдухопроницаемости полосы 4 сигаретной бумаги, замедляется также зависимо от такта на время транспортирования бумаги от места измерения до места регистрации количества табака сдвигающим регистром 52.дополнительно к зависимому от оказываемой набивкой сопротивления прохождению дыма сигналу на управляющее устройство 24 можно также влиять с помощью сигнала, который может подаваться к функциональному генератору 50 через аналого-цифровой преобразователь 53.Инициирование импульсов лазерных лучей для отрезка сигаретного стержня, соответствующего готовой сигарете б, отрезанной от сигаретного стержня, является функцией управляющего кулачка 21 в соединении с инициатором 23 приближения, инициирование отдельных импульсов для отрезка стержня является Функцией управляющих кулачков 22 в соединении с инициатором 23 приближения. Управпение лазером возможно путем управления продолжительностью по времени и/или энергией . импульсов лазерных лучей.Устройством 24 вместо комбинированного сигнала оказываемого набивкой сопротивления прохождению дымаи пористости, можно управлять с помощью сигналов, зависящих лишь отодной измеряемой величины, т.е.от пористости или от оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма, илн от количества табака на одномотрезке стержня. Устройство (фиг.7) можно модифицировать, расположив, устройство с лазерными лучами на участке машины 1 для изготовления сигарет, на который от режущего устройства 89 5 поступают отдельные сигареты 6.