專利名稱：用于發(fā)煙機器的點火系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及對用于諸如卷煙、雪茄和小雪茄之類的煙草制品的發(fā)煙機器的改進。具體來說，本發(fā)明涉及一種改進的點火系統(tǒng)，其使用一發(fā)煙機器來點燃煙草制品使制品發(fā)煙。
在一發(fā)煙機器上定時地試驗卷煙是任何卷煙制造過程中的一重要的部分。一發(fā)煙機器用來形成一重復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境，以便分析卷煙的發(fā)煙性能。有關(guān)部門已提出包括ISO標(biāo)準(zhǔn)3308(2000)在內(nèi)的國際和國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)來對發(fā)煙機器的操作進行標(biāo)準(zhǔn)化。
一發(fā)煙機器通常包括至少一個卷煙夾持器和一吐煙霧裝置，該裝置以控制的方式抽取空氣通過卷煙使其規(guī)則而短暫地吐出煙霧，以便使卷煙發(fā)煙。發(fā)煙機器通常包括或適于接合于至少一個打火機工具，該打火機工具包括一諸如電阻盤絲那樣的熱源以用來點燃卷煙。發(fā)煙機器通常還包括或適于接合各種其它的工具，包括測量或觀察特定的發(fā)煙特性(例如煙霧外形)的工具以及漏氣檢查工具和/或空氣速度工具。
要求打火機工具應(yīng)能一次就點燃卷煙。多次打火才點燃卷煙可導(dǎo)致預(yù)燒焦，這會改變卷煙的發(fā)煙特性，或者中斷將要采取的任何其它的測量。ISO標(biāo)準(zhǔn)3308(2000)的確要求一發(fā)煙機器應(yīng)能一次就點燃卷煙而不造成預(yù)燒焦。此外，需要多次點火顯然是無效的。
顯然，打火機工具的熱源離卷煙端的距離對于點火的成功具有重要的作用。如果熱源離卷煙端太遠，則一次點燃的成功幾率將降低。另一方面，如果熱源太靠近卷煙，則點火過程會導(dǎo)致對卷煙的熱損壞，這可能改變卷煙的發(fā)煙特性。點燃過程中特別地不希望熱源和卷煙之間發(fā)生實際接觸，根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)3308(2000)這是不允許的。通常，在點燃點處，熱源和卷煙端之間0.5-1.0mm的間距被看作是理想的。
然而，為達到卷煙和點火機工具的精確的定位(約在1.0mm之內(nèi))，已經(jīng)遇到了某些困難。一旦一卷煙加載到一發(fā)煙機器上，未點燃末端相對于發(fā)煙機器的位置主要取決于卷煙的長度和卷煙插入發(fā)煙機器內(nèi)的深度。由于制造工藝過程的公差，一批制造的個別卷煙的長度通常的變化在1-2mm的范圍之內(nèi)，這引起批與批之間卷煙預(yù)定長度的對應(yīng)的不確定性。同時，一給定卷煙插入一給定發(fā)煙機器內(nèi)的深度也可有約1-2mm的變化，主要根據(jù)卷煙插入機器內(nèi)的力的大小而定。這些不確定性組合的效果在任何單一卷煙末端相對于發(fā)煙機器的預(yù)定定位中可造成的總的不確定性高達4mm。因此，根據(jù)卷煙末端的預(yù)定定位，點火機工具相對于各個卷煙末端不可能精確地進行定位。
人們已經(jīng)作了各種努力以著手解決該問題。根據(jù)一個方法，在卷煙插入發(fā)煙機器內(nèi)之后用手調(diào)整個別的卷煙，這樣，各個卷煙離機器突出一預(yù)定的距離。該方法為點火的目的成功地實現(xiàn)卷煙在發(fā)煙機器內(nèi)均勻地定位，但該方法既費時又效率低下。人們還作了種種努力設(shè)計出各種點火機工具，它們能夠在幾個毫米距離的變化范圍內(nèi)可靠地點燃卷煙。盡管具有自動的優(yōu)點，然而，這樣的工具在操作中需要高代價的動力要求，并可對卷煙造成熱損壞。
因此，仍然需要改進這樣的裝置，其能自動地和可靠地點燃卷煙，以便通過發(fā)煙機器使卷煙發(fā)煙。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于發(fā)煙機器的點火系統(tǒng)，它包括一熱源，該熱源適于發(fā)射熱量來點燃固定在發(fā)煙機器內(nèi)的發(fā)煙制品的一端；一自動的傳感器，它適于探測發(fā)煙制品的所述端部的位置；以及，與所述傳感器連通的控制裝置，根據(jù)所述傳感器探測到的所述端部的位置，控制裝置適于自動地調(diào)整所述熱源的操作和/或自動地調(diào)整所述熱源和/或所述制品的相對運動，這樣，所述熱源能夠成功地點燃所述端部。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種發(fā)煙機器，其包括一用來固定一發(fā)煙制品使其一端暴露的固定裝置；鄰近于發(fā)煙制品的另一端定位的吐煙霧裝置，其用來抽取空氣通過發(fā)煙制品；以及，一根據(jù)本發(fā)明的點火系統(tǒng)，其用來點燃發(fā)煙制品的所述一端，以使制品可通過發(fā)煙機器發(fā)煙。
在本發(fā)明的使用中，傳感器用來探測發(fā)煙制品端部的位置，并將有關(guān)這方面的信息傳送到控制裝置。根據(jù)該信息，控制裝置作出熱源操作和/或熱源和/或所述發(fā)煙制品的相對運動所需要的自動調(diào)整，以使熱源能成功地點燃發(fā)煙制品。成功地點燃可表示一次或兩次就點燃成功，較佳地是一次點燃。此外，成功地點燃可表示發(fā)煙制品點燃而對制品沒有造成任何不理想的熱損壞，和/或在熱源發(fā)射熱量過程中發(fā)煙制品與熱源之間沒有接觸。
所述點火系統(tǒng)可以適于點燃多個發(fā)煙制品。因此，所述點火系統(tǒng)可包括多個熱源，各個熱源以上文中所述的方式與對應(yīng)的自動傳感器連接。
應(yīng)該理解到熱源可通過熱傳導(dǎo)、對流或輻射，或這三者中的任何的組合來發(fā)射熱量以點燃所述發(fā)煙制品的端部。更為典型的是，所述熱源可通過熱輻射或?qū)α鳎蜻@兩者的組合來發(fā)射熱量。所述熱源可包括一可加熱的盤絲、板、元件或其它表面，例如，電阻盤絲、電阻板，或其它電阻加熱元件或由其加熱的表面。這樣的熱源將通過電磁輻射和熱空氣的對流發(fā)射熱量，從而點燃所述發(fā)煙制品的端部。所述熱源的功率可以在30-100W的范圍內(nèi)，例如介于40-60W之間，比如約為50W?；蛘撸鰺嵩纯砂ㄒ患す?，或諸如一鹵素?zé)舻陌谉霟襞荩?，約120-200W的鹵素?zé)?，它主要通過電磁輻射發(fā)射熱量來點燃所述發(fā)煙制品的端部。所有這些類型的熱源在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)是公知的。所述熱源可用電源方便地對其供電。
如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會認(rèn)識到的，一旦發(fā)煙制品端部的位置已經(jīng)精確地確定，可對點火系統(tǒng)的部件和/或發(fā)煙機器作出各種調(diào)整，以確保由點火系統(tǒng)成功地點燃發(fā)煙制品。
在從熱源發(fā)射熱量的過程中，不管由熱源發(fā)射熱量的方式如何，所述熱源離制品的所述端部的間隔距離通常是影響點火可靠性和成功的關(guān)鍵參數(shù)。因此，所述控制裝置可以適于自動地調(diào)整所述熱源和/或所述發(fā)煙制品的相對運動，以使所述熱源與發(fā)煙制品的所述端部間隔一預(yù)定的距離，由此，熱源可成功地點燃發(fā)煙制品的所述端部。
因此，適當(dāng)?shù)?，所述熱源可相對于所述發(fā)煙制品運動，而所述控制裝置可適于控制所述熱源的運動，由此，在所述控制裝置的控制下熱源可移動到或停止在一選定的位置上?；蛘?，所述控制裝置可適于控制被一發(fā)煙機器夾持的發(fā)煙制品的運動，由此，在所述控制裝置的控制下所述發(fā)煙制品可移動到或停止在一選定的位置上。考慮到發(fā)煙制品的所述端部的已知位置，由此控制所述熱源和/或所述發(fā)煙制品的相對運動，可以容易地實現(xiàn)所述熱源離發(fā)煙制品的所述端部一預(yù)定的距離。
所述傳感器可以布置成在以下情況下探測發(fā)煙制品的端部，即，當(dāng)所述端部設(shè)置在離熱源為所述預(yù)定的距離處時，或當(dāng)所述端部被定位成在所述發(fā)煙制品和/或所述熱源沿一預(yù)設(shè)的地點作相繼的運動之后，所述端部將設(shè)置在離熱源為所述預(yù)定的距離處?；蛘?，所述點火系統(tǒng)可包括布置成在所述傳感器探測發(fā)煙制品的所述端部之后，所述熱源和/或所述發(fā)煙制品在控制裝置的控制之下移動，以實現(xiàn)所述熱源和發(fā)煙制品的所述端部之間達到所述預(yù)定的距離。
適當(dāng)?shù)?，所述控制裝置可適于確保所述熱源和所述發(fā)煙制品在熱源發(fā)射熱量過程中保持彼此不接觸。
除此以外，或者可被替換選用的，所述控制裝置可適于在傳感器探測發(fā)煙制品的端部之后自動地調(diào)整所述熱源的操作，以便能由熱源成功地點燃發(fā)煙制品的所述端部?？赡苡绊扅c燃可靠性和成功的熱源操作的參數(shù)包括熱源的溫度；從熱源到發(fā)煙制品的端部的熱輻射通路(channelling)；由熱源施加到發(fā)煙制品的端部的電磁輻射水平和波長范圍；為點燃制品施加到發(fā)煙制品的端部上的熱量的時間長短；以及，相對于發(fā)煙機器的“吐煙霧循環(huán)(puff cycle)”為點燃制品將熱量施加到發(fā)煙制品的端部上的時機。通過調(diào)整任何的或全部的這些參數(shù)，控制裝置用作到能用熱源成功地點燃發(fā)煙制品的作用，而在熱源和/或所述發(fā)煙制品的相對運動中無需任何其它的調(diào)整。因此，考慮到發(fā)煙制品的端部的已知位置(如所述傳感器所探測的)，以及確保這樣調(diào)整的實施，所述控制裝置可適于計算能實現(xiàn)成功點燃所需要的這些參數(shù)中的任何參數(shù)的任何調(diào)整的類型和程度。然而，可以認(rèn)識到除了調(diào)整所述熱源和/或所述發(fā)煙制品的相對運動，所述控制裝置可適于調(diào)整操作熱源的任何的或全部的上述參數(shù)。
在所述熱源適于通過空氣對流發(fā)射熱量來點燃發(fā)煙制品的所述端部的情形中，所述控制裝置可適于自動地調(diào)整熱源的溫度，該調(diào)整取決于由傳感器探測的所述端部的位置。顯然，在所述端部位于離所述熱源較大距離的情形中，還是可通過增加熱源溫度來實現(xiàn)成功的點燃。相反，在所述端部位于離所述熱源較小距離的情形中，還是可通過降低熱源溫度來實現(xiàn)成功的點燃且對發(fā)煙制品又無不適度的熱損壞。
熱源溫度的變化可以通過調(diào)整對熱源通電的電源輸入得以實現(xiàn)。因此，所述控制裝置可包括一可操作地連接于所述熱源的調(diào)節(jié)器或開關(guān)，由此，可控制輸入到所述熱源的電源。尤其是，在熱源由電源供電時，所述控制裝置可適于控制供應(yīng)到所述熱源的平均電壓或電流，以便向上或向下調(diào)節(jié)所述熱源的溫度。因此，所述控制裝置可包括一可變電阻器、一開關(guān)裝置，或一諸如PET的脈寬調(diào)制器?？杀惶鎿Q選用地，或者除此之外，所述控制裝置可包括一諸如散熱器(heat sink)的冷卻裝置，當(dāng)需要降低熱源溫度時可操作該裝置。
可被替換選用地，或者除此之外，通過有選擇地分散熱量遠離發(fā)煙制品的端部，和/或按要求有選擇地引導(dǎo)熱量朝向發(fā)煙制品，所述控制裝載可適于調(diào)整從所述熱源到發(fā)煙制品的所述端部的熱量的輻射通路。因此，例如，所述控制裝置可包括諸如多個可調(diào)整的風(fēng)扇的辟路裝置(channelling means)，該辟路裝置可定位在一第一定向，由此，該辟路裝置起到分散熱量使之遠離發(fā)煙制品的端部的作用，和/或定位在一第二定向，由此該辟路裝置用作到將熱量引向發(fā)煙制品的端部的作用，該辟路裝置可選擇地可被移去。因此，例如，在發(fā)煙制品的端部定位在離熱源更遠的距離處的情形中，所述辟路裝置可調(diào)整成將熱量引向發(fā)煙制品的端部，以便能由熱源成功地點燃所述發(fā)煙制品。相反，在發(fā)煙制品的端部定位在離熱源更近的距離處的情形中，所述辟路裝置可調(diào)整成分散熱量使之遠離發(fā)煙制品的端部，以便能由熱源成功地點燃所述發(fā)煙制品。所述較大的距離可表示約大于2mm的距離，或約大于1.5mm，或約大于1mm。所述較小的距離可表示約小于1mm的距離，或約小于0.5mm。
在所述熱源(可被替換選用地，或者除此以外)適于發(fā)射熱量以便用電磁輻射來點燃發(fā)煙制品的所述端部的情形中，所述控制裝置可適于自動地調(diào)整由熱源施加到發(fā)煙制品的端部以點燃制品的電磁輻射的水平和/或波長范圍，該調(diào)整取決于由傳感器探測的所述端部的位置。當(dāng)暴露于電磁輻射中時，發(fā)煙制品的端部(它通常主要地由煙草組成)根據(jù)其吸收光譜將吸收特定波長范圍內(nèi)的輻射。被發(fā)煙制品的端部吸收的輻射將用作加熱端部使接近和超過其點燃溫度，這可導(dǎo)致點燃。因此，通過用被端部吸收的波長范圍內(nèi)的輻射有選擇地輻射發(fā)煙制品的所述端部，和/或通過增加施加到發(fā)煙制品的所述端部上的總的輻射水平，顯然將會提高施加在發(fā)煙制品的端部上的電磁輻射的加熱效果。相反，通過用不被端部吸收或不被有效地吸收的波長范圍內(nèi)的輻射有選擇地輻射發(fā)煙制品的所述端部，和/或通過減小施加到發(fā)煙制品的所述端部上的總的輻射水平，將降低施加在發(fā)煙制品的端部上的電磁輻射的加熱效果。
因此，所述控制裝置可適于自動地調(diào)整從熱源發(fā)射的電磁輻射的水平和/或波長范圍。通過調(diào)整輸入到所述熱源的電源可容易地實現(xiàn)對發(fā)射的輻射水平的調(diào)整，從而分別地增加或減小由熱源發(fā)射的輻射水平。因此，所述控制裝置可包括一可操作地連接于所述熱源的開關(guān)或調(diào)節(jié)器，以便控制輸入到所述熱源的電源。由熱源發(fā)射的電磁輻射的波長范圍內(nèi)的調(diào)整可以類似地通過控制熱源的操作予以實現(xiàn)。例如，在所述熱源包括一鹵素?zé)舻那樾沃?，該鹵素?zé)敉ǔ?gòu)造成由鹵素?zé)舭l(fā)射的光的波長能按要求進行選擇。因此，所述控制裝置可適于選擇鹵素?zé)舢a(chǎn)生的一合適的波長。
可被替換選用地，或者除此以外，所述控制裝置可適于調(diào)整由熱源發(fā)射到發(fā)煙制品的端部上的電磁輻射的水平和/或波長范圍。為了調(diào)整由熱源發(fā)射到發(fā)煙制品的端部上的電磁輻射的水平，所述控制裝置可適于調(diào)整地屏蔽和/或阻擋所述熱源到發(fā)煙制品的所述端部，和/或有選擇地聚焦由所述熱源發(fā)射到所述端部上的輻射，和/或有選擇地偏移由所述熱源發(fā)射的輻射遠離所述端部。因此，所述控制裝置可包括可調(diào)整的屏蔽裝置，例如，可變光闌型(iris-type)可調(diào)整屏蔽，它可被定位和調(diào)整，以便屏蔽熱源的一選定區(qū)域使之隔開發(fā)煙制品的端部。所述控制裝置可包括可調(diào)整的反射和/或折射裝置，它們適于有選擇地聚焦或?qū)臒嵩窗l(fā)射的輻射引向發(fā)煙制品的所述端部?？杀惶鎿Q選用地，所述控制裝置可包括可調(diào)整的折射和/或偏轉(zhuǎn)裝置，它們適于有選擇地引導(dǎo)從熱源發(fā)射的輻射遠離發(fā)煙制品的端部。除此以外，或者可被替換選用地，所述控制裝置可包括至少一個熱過濾器(thermal filter)，該熱過濾器適于吸收或反射撞擊在過濾器上的一部分輻射，該熱過濾器布置成可移去地定位在所述熱源與發(fā)煙制品的端部之間，以防止從所述熱源發(fā)射的一部分輻射傳輸朝向所述發(fā)煙制品?？扇芜x地，所述控制裝置可包括多個熱過濾器，任何數(shù)量的熱過濾器可平行地定位在所述熱源與發(fā)煙制品的端部之間。通過改變定位在所述熱源與發(fā)煙制品之間的過濾器數(shù)量，可按要求調(diào)整從熱源發(fā)射到發(fā)煙制品的電磁輻射量?？杀惶鎿Q選用地，所述控制裝置可包括一個或多個可變化的過濾器，各個可變化的過濾器包括多個具有不同吸收/反射特性的離散的區(qū)域，這樣，通過將可變化的過濾器定位在熱源與發(fā)煙制品端部之間，并相對于熱源和發(fā)煙制品移動可變化的過濾器，即可按要求調(diào)整從熱源發(fā)射到發(fā)煙制品的電磁輻射量。
除此以外，或者可被替換選用地，為了調(diào)整從熱源發(fā)射到發(fā)煙制品端部的電磁輻射的波長范圍，所述控制裝置可包括一個二向色過濾器(dichroic filter)或多個二向色過濾器，它們適于有選擇地反射或有選擇地發(fā)射特定波長范圍內(nèi)的電磁輻射，該二向色過濾器或多個過濾器放置在所述熱源與發(fā)煙制品的所述端部中間，以便過濾從所述熱源朝向發(fā)煙制品的所述端部方向的輻射。一適用于本發(fā)明的二向色過濾器可包括一諸如一玻璃基體那樣的透明基體，所述基體設(shè)置有兩層或多層不同的過濾器介質(zhì)；過濾器介質(zhì)的特性和各層的厚度和布置應(yīng)這樣進行選擇，即，使過濾器僅在某些波長上能發(fā)射電磁輻射。例如，過濾器介質(zhì)的所述層可包括一層或多層二氧化鈦，其間散布有一層或多層二氧化硅。在某些實施例中，過濾器介質(zhì)的特性和諸層的厚度和布置可以在基體的表面上變化，以使二向色過濾器的反射/透射特性橫貫過濾器表面變化。因此，所述二向色過濾器可布置成透射通過過濾器的第一部分，僅在第一波長范圍內(nèi)輻射，例如在380nm至700nm范圍內(nèi)輻射；并可布置成透射通過過濾器的第二部分，僅在第二波長范圍內(nèi)輻射，例如在1200nm至2000nm范圍內(nèi)輻射?？杀惶鎿Q選用地，可設(shè)置多個二向色過濾器，各個過濾器布置成僅僅透射在一定波長帶內(nèi)的輻射，例如從380nm至800nm，從700nm至1000nm，從900nm至1200nm，以及從1100nm至1500nm，可設(shè)置該裝置來有選擇地將選定的一個或多個所述過濾器放置在熱源與發(fā)煙制品端部之間，以使僅一特定預(yù)定的波長范圍的輻射可從所述熱源傳輸?shù)桨l(fā)煙制品的所述端部。
所述控制裝置可適于自動地調(diào)整熱施加到發(fā)煙制品的端部的時間以便點燃制品，這取決于所述端部的位置。
盡管所述熱源與所述端部之間的分離距離較大，仍然可在熱量施加到制品的端部的過程中通過延長時間來實現(xiàn)成功的點燃。因此，所述控制裝置可適于計算熱理應(yīng)施加到制品端部上以便成功地點燃所述端部所需要的時間，并在所述時間段過去之后有效地傳輸施加到所述端部的熱量。例如，所述控制裝置可包括開關(guān)裝置，用來分別地開和/或關(guān)輸入到所述熱源的電源，以便分別地起動或終止熱量施加到所述端部上。可被替換選用地，所述控制裝置可適于分別地暴露或屏蔽，或分別地安裝或移去所述熱源，或其它方法分別地允許或阻擋由所述熱源發(fā)射的熱量，以便分別地起動或終止熱量施加到所述端部上。
根據(jù)由傳感器探測的發(fā)煙制品的所述端部的位置，所述控制裝置可適于相對于發(fā)煙機器的吐煙霧循環(huán)自動地調(diào)整施加熱量的時間。通過以規(guī)定的爆發(fā)或“吐煙霧”方式(通常，約每60秒一次)抽取空氣通過一發(fā)煙制品，以此操作發(fā)煙機器。一個吐煙霧的開始和下一個吐煙霧的開始之間的時間被稱之為“吐煙霧循環(huán)”。該吐煙霧循環(huán)由一短的吐煙霧組成，通常延續(xù)2秒鐘，其后緊跟一停頓。
點燃一發(fā)煙制品的最佳時間是在吐煙霧循環(huán)的正吐煙霧階段(puffing phase)中。因此，通過早在吐煙霧循環(huán)的正吐煙霧階段中起動對一發(fā)煙制品的端部施加熱量，由此，在施加熱量到端部的吐煙霧階段的過程中，延長其時間段，即使在熱源定位在遠離制品端部的位置處的情形中，也可提高成功點燃的可能性。還可通過就在吐煙霧階段開始之前起動施加熱量到發(fā)煙制品的端部進一步提高成功點燃的可能性。這將允許端部進行預(yù)熱，該預(yù)熱將“灌注”端部，以便在吐煙霧階段開始時準(zhǔn)備點火。
因此，所述控制裝置可布置成可操作地連接于一發(fā)煙機器，以便探測和監(jiān)視吐煙霧循環(huán)的時機，并可布置成控制從熱源施加熱量到發(fā)煙制品端部的起動和開始吐煙霧循環(huán)的時機，以便確保所述端部的成功點燃。因此，所述控制裝置可布置成控制從熱源施加熱量到發(fā)煙制品端部的起動的時機，和/或開始吐煙霧循環(huán)的時機，由此，可控制這些事件的相對時機。
在某些優(yōu)選的實施例中，所述傳感器可以相對于所述熱源固定在一已知位置上，并在所述端部相對于所述熱源處于一理想的位置時可適于探測發(fā)煙制品的所述端部并將探測的信號發(fā)射到所述控制裝置。因此，所述熱源和所述傳感器可相對于所述發(fā)煙制品移動，而所述控制裝置可適于在一接受到從所述傳感器發(fā)出的所述探測信號時即終止所述熱源和所述傳感器相對于所述發(fā)煙制品的運動。在此情形中，傳感器可概念化為“搜尋(hunting)”發(fā)煙制品的端部?？杀惶鎿Q選用地，或除此以外，所述發(fā)煙制品可相對于所述熱源和所述傳感器移動，而所述控制裝置可適于在一接受到從所述傳感器發(fā)出的所述探測信號時即終止所述發(fā)煙制品相對于所述熱源和所述傳感器的運動。在此情形中，發(fā)煙制品可概念化為“探查”傳感器。
當(dāng)所述端部處于一特殊位置時能夠探測所述發(fā)煙制品的端部的任何傳感器可適用于這些實施例。例如，所述傳感器可包括一能夠發(fā)射一信號的發(fā)射器和一能夠接受和探測從發(fā)射器發(fā)出的所述信號的探測器，發(fā)射器和探測器布置成當(dāng)所述端部定位在所述發(fā)射器與所述探測器之間時，從所述發(fā)射器發(fā)射到所述探測器的所述信號被中斷，而激發(fā)所述探測信號。因此，探測信號的激發(fā)意味著發(fā)煙制品的端部定位在所述發(fā)射器與所述探測器之間?？杀惶鎿Q選用地，所述傳感器可包括一能發(fā)射一信號的發(fā)射器和一能接受和探測從發(fā)射器發(fā)出的所述信號的探測器。發(fā)射器和探測器布置成當(dāng)所述端部相對于發(fā)射器處于一預(yù)定的位置處時，從發(fā)射器發(fā)射的所述信號從所述端部反射并傳輸?shù)剿鎏綔y器以作探測，而激發(fā)所述探測信號。因此，探測信號的激發(fā)意味著該端部處于所述預(yù)定位置。所述信號可以是一電磁波信號，例如一激光信號，或一無線電波、微波或可見光信號，或諸如一超聲波信號的聲波信號。作為另一變體，所述傳感器可以是一接觸式傳感器，當(dāng)所述端部接觸或移動而不與傳感器接觸時，該傳感器適于探測發(fā)煙制品的端部。
可被替換選用地，所述傳感器可適于探測由靠近所述端部產(chǎn)生的信號；例如，氣流或氣壓中的變化，或靜電場或容性電場內(nèi)的變化；以及，作響應(yīng)地激發(fā)所述探測信號。因此，激發(fā)探測的信號將意味著所述端部靠近傳感器。
在其它優(yōu)選的實施例中，所述傳感器可適于識別可能位置范圍內(nèi)的發(fā)煙制品的所述端部的位置。因此，在一可能的方面，所述傳感器可包括一范圍尋找傳感器(range-finding sensor)，例如，一激光或雷達傳感器，其能發(fā)射適于被一目標(biāo)反射的信號，能探測從所述目標(biāo)反射的信號，以及能分析所述反射的信號，由此，可計算所述目標(biāo)的位置。所述范圍尋找傳感器可以固定在相對于所述熱源的已知位置內(nèi)，并可適于識別所述端部相對于所述熱源的位置?？杀惶鎿Q選用地，所述范圍尋找傳感器可適于固定在相對于所述夾持裝置的已知位置內(nèi)，并可適于測量發(fā)煙制品的所述端部相對于夾持裝置的位置。在另一可能的方面，所述傳感器可包括如上所述的任何傳感器，當(dāng)所述端部處于一特定的位置時，它能夠探測所述發(fā)煙制品的端部，該傳感器適于相對于所述熱源移動，以便搜尋所述端部，并意味著識別傳感器相對于所述熱源的位置，這樣，一旦由傳感器探測，則可識別出所述端部的位置。
作為另一變體，所述傳感器可包括一照相機型的裝置，它能觀察發(fā)煙制品和/或由發(fā)煙制品投下的陰影，由此，可探測到發(fā)煙制品的端部的位置。
在某些實施例中，其結(jié)構(gòu)可以這樣發(fā)煙制品的所述端部可以有選擇地與所述熱源屏蔽，以防止大量的熱量從所述熱源傳遞到所述端部。因此，當(dāng)熱源和發(fā)煙制品定位好以便進行點燃時所述端部可與所述熱源屏蔽，所述熱源可通電，而在通電過程中不會將大量的熱量從熱源傳遞到端部。一旦熱源完全地通電，則所述發(fā)煙制品的端部可以暴露于熱源之前，因此，能點燃端部。
因此，所述熱源可適于沿一第一暴露的定向(exposed orientation)與一第二屏蔽的定向(shielded orientation)之間的預(yù)設(shè)路徑移動，在第一暴露的定向中，熱源布置成面對所述端部以使所述端部暴露于熱源之前，而在第二屏蔽的定向中，熱源布置成面離所述端部以使所述端部與所述熱源屏蔽?？杀惶鎿Q選用地，或者除此以外，可設(shè)置一個或多個由不透熱的材料形成的屏障，以便有選擇地將所述端部與所述熱源屏蔽。所述一個或多個屏障可適于鄰近于所述熱源進行安裝，以便屏蔽熱源，并適于被移去以便暴露所述熱源。
所述控制裝置可包括控制硬件，其進行編程來控制上述功能的執(zhí)行。尤其是，所述控制硬件可包括處理裝置，該處理裝置用來接受所述探測信號和計算調(diào)整的類型和程度，所述調(diào)整用于點火系統(tǒng)和/或發(fā)煙機器的部件，以便能成功地點燃所述發(fā)煙制品，該處理裝置還用來實現(xiàn)所述的調(diào)整。所述控制硬件可以布置成位于一發(fā)煙機器內(nèi)和/或所述點火系統(tǒng)內(nèi)。
所述發(fā)煙制品可以是一卷攏的發(fā)煙制品，例如一卷煙、雪茄或小雪茄。合適地是，發(fā)煙制品的所述端部可以是在使用中被吸煙者點燃的端部；即，非過濾嘴的那一端。
較佳地，所述點火系統(tǒng)和所述發(fā)煙機器可以適于滿足包括ISO標(biāo)準(zhǔn)3308(2000)在內(nèi)的一個或多個ISO標(biāo)準(zhǔn)，和/或一個或多個FTC標(biāo)準(zhǔn)，和/或一個或多個CORESTA標(biāo)準(zhǔn)，和/或任何其它適用的國內(nèi)或國際標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合本發(fā)明使用的發(fā)煙機器到處可見，并在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)被普遍地使用。
所述發(fā)煙機器可夾持多個發(fā)煙制品，而所述點火系統(tǒng)可適于連續(xù)地點燃各個所述發(fā)煙制品。較佳地，在傳感器探測所述端部和相繼地調(diào)整點火頭和/或發(fā)煙制品的位置之前，所述發(fā)煙機器可適于將各個待點燃的發(fā)煙制品移動到一位置，以使發(fā)煙制品的端部位于所述點火頭的一小距離的范圍內(nèi)，例如幾個厘米或幾個毫米范圍之內(nèi)。
所述點火系統(tǒng)的部件可以呈一體的工具形式，或呈一套部件的形式，它們適于彼此進行組裝和/或與發(fā)煙機器進行組裝，由此，點火系統(tǒng)可發(fā)揮如上所述的功能。
下面借助于實例并參照附圖，詳細地描述本發(fā)明和實施本發(fā)明的各種模式的實施例。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一處于起始位置的點火系統(tǒng)的俯視圖。
圖2示出圖1的點火系統(tǒng)的局部剖切的側(cè)視圖。
圖3示出圖1的點火裝置在探測一卷煙之后的俯視圖。
圖4示出圖3的點火系統(tǒng)的局部剖切的側(cè)視圖。
圖5示出圖1的點火裝置在點火時刻的俯視圖。
圖6示出圖5的點火系統(tǒng)的局部剖切的側(cè)視圖。
圖7a至7c示出示于圖1-6中的點火系統(tǒng)的一操作模式。
圖8(a)示出根據(jù)本發(fā)明的一點火系統(tǒng)的第二實施例的一操作模式的起始位置。
圖8(b)示出圖8(a)中所示的點火系統(tǒng)的俯視圖。
圖8(c)示出圖8(b)的點火系統(tǒng)的局部剖視的側(cè)視圖。
圖9(a)示出圖8中所示的點火系統(tǒng)的一操作模式的探查位置。
圖9(b)示出圖9(a)中所示的點火系統(tǒng)的俯視圖。
圖9(c)示出圖9(b)的點火系統(tǒng)的局部剖視的側(cè)視圖。
圖10(a)示出圖8和9中所示的點火系統(tǒng)的一操作模式的點火位置。
圖10(b)示出圖10(a)中所示的點火系統(tǒng)的俯視圖。
圖10(c)示出圖10(b)的點火系統(tǒng)的局部剖視的側(cè)視圖。
圖11a至11c示出根據(jù)本發(fā)明的一點火系統(tǒng)的另一操作模式。
圖12a至12b示出根據(jù)本發(fā)明的一點火系統(tǒng)的另一操作模式。
圖13示出用于本發(fā)明的一可變的二向色過濾器。
圖14示出根據(jù)本發(fā)明的一點火系統(tǒng)的另一操作模式。
圖1-6中表示了根據(jù)本發(fā)明的一種點火系統(tǒng)的實施例。如這些圖中所示，點火系統(tǒng)包括一適于與一發(fā)煙機器接合的底板1；一用來給卷煙或其它發(fā)煙制品點火的點火頭2；以及，一用來探測諸如一卷煙之類的發(fā)煙制品的端部的斷開光束式傳感器(break-beam sensor)，該傳感器包括一光束發(fā)射器3和一光束探測器4。
所述點火頭2包括一電阻盤絲7，該電阻盤絲7適于連接于一電源(未示出)，由此，盤絲7可通電和加熱到一足夠高的溫度來點燃一卷煙或其它發(fā)煙制品。如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會認(rèn)識到的，盤絲在加熱時將用作發(fā)射熱量，其通過空氣對流和電磁輻射來實現(xiàn)。電阻盤絲7安裝在一保護性固定器內(nèi)，其由諸如陶瓷材料之類的絕熱材料形成。如圖2所示，所述固定器基本上呈碗形，包括一封閉的屏蔽壁9，它形成盤絲7可露出來的一開口嘴10。所述固定器的底部被一套筒13夾住，該套筒由諸如鋁那樣的重量輕的材料形成。
所述點火頭2相對于底板1安裝，以使所述開口嘴10指向遠離底板1的一向前的方向。如下文中描述的，點火頭2可相對于底板1前后移動，并且可樞轉(zhuǎn)以使所述開口嘴10可相對于底板1擺動。
所述套筒13包括兩個銷8，它們從套筒13的對應(yīng)的相對沿側(cè)向外突出。兩個銷安裝到一支架15的內(nèi)壁上，其布置成使安裝在其中的套筒13和固定器可相對于支架15樞轉(zhuǎn)。
所述支架15在其一側(cè)上剛性地連接于一活塞頭5，該活塞頭5安裝在一活塞桿上，活塞桿可在一第一氣動缸6內(nèi)滑動，其結(jié)構(gòu)布置成使所述支架15可相對于所述第一氣動缸6滑動。所述第一氣動缸6用螺栓連接于所述底板1并遠離所述底板1向前延伸(如圖1所示)。氣動缸的操作致使活塞頭5連同安裝在活塞頭5上的所述支架15和所述點火頭2相對于底板1前后滑動。
所述支架15在其另一側(cè)上剛性地連接于一第二氣動缸14。一活塞桿16可滑動地安裝在所述第二氣動缸14內(nèi)，并在所述第二氣動缸14操作時可滑動。活塞桿16布置成在一塊體12上是可作動的，從而使在所述第二氣動缸14操作時塊體12可被推動而遠離所述第二氣動缸14。如圖1所示，所述第二氣動缸14平行于所述第一氣動缸6定向，以使所述第二氣動缸14的操作導(dǎo)致所述塊體12相對于所述支架15被向前推進而遠離底板1。
所述塊體12包括一容納一心軸11的槽17。所述心軸11沿側(cè)向延伸而遠離塊體12并剛性地連接于所述套筒13。該結(jié)構(gòu)在所述塊體12向前推進而遠離底板1時使得所述心軸11沿橫向向前移動遠離底板1，其結(jié)果，致使借助于所述銷8可樞轉(zhuǎn)地安裝的所述套筒13和點火頭2相對于所述底板1向前樞轉(zhuǎn)，如圖2和4所示地沿順時針方向樞轉(zhuǎn)。
一彈簧(未示出)在所述點火頭2上是有功的，以便如圖2和4所示地沿逆時針方向偏壓于所述點火頭2。所述第二氣動缸14、所述活塞桿16和所述塊體12的構(gòu)造是當(dāng)活塞桿16完全地抽出進入所述第二氣動缸14內(nèi)時(如圖2所示)，點火頭2設(shè)置成與所述底板1相交成約45°角。在此位置點火頭2的開口嘴10借助于一保護壁18進行屏蔽(如圖2所示)，該保護壁18固定地安裝在所述活塞頭5上。所述保護壁18由諸如不銹鋼之類的熱反射材料形成，其形狀大致地對應(yīng)于所述開口嘴10的形狀，以便允許有效地屏蔽所述嘴10。所述點火頭2繼續(xù)沿逆時針方向轉(zhuǎn)動則受到所述支架15上的所述第二氣動缸14的固定位置阻擋，以致不會超過該屏蔽位置。
當(dāng)所述第二氣動缸14進行操作而沿一向前的方向推進所述塊體12和心軸11時，致使所述點火頭2抵抗所述彈簧的偏壓力沿一順時針方向樞轉(zhuǎn)(如圖2所示)。該結(jié)構(gòu)應(yīng)這樣布置當(dāng)所述活塞桿16從所述第二氣動缸14中完全伸出時(如圖4所示)，點火頭2設(shè)置成所述開口嘴10面向前而遠離底板1。點火頭2因此展開以便點燃離所述底板1向前放置的發(fā)煙制品。
如圖2和4所示，一由不銹鋼形成的第二保護壁19固定于點火頭2的所述套筒13，并用以減少從開口嘴10向周緣的熱損失，由此，在點火之前減少對一發(fā)煙制品的不希望的預(yù)熱。
如圖所示，所述光束發(fā)射器3和所述光束探測器4固定安裝在所述支架15的對應(yīng)的相對側(cè)上。所述光束發(fā)射器3適于發(fā)射一恒定的可探測的信號，例如可見光束，該光束朝向所述光束探測器4。光束探測器4能夠探測和監(jiān)視所述光束。如果和當(dāng)一諸如一卷煙或其它發(fā)煙制品的端部之類的物體在所述光束發(fā)射器3與所述光束探測器4之間延伸時，從光束發(fā)射器到光束探測器的所述光束的發(fā)射被中斷。光束的中斷被光束探測器探測到。光束一中斷，光束探測器產(chǎn)生一可探測的信號。
所述光束發(fā)射器3和探測器4是傳統(tǒng)的設(shè)備件，并可從Sunx Ltd(distributorsIndustrial Controls(Anglia)Ltd)購得。
各個所述第一氣動缸6、第二氣動缸14、傳感器以及對所述電阻盤絲7通電的電源借助于控制硬件進行控制，硬件可包括一個或多個編程的微型芯片以控制本文所述的這些部件的操作?？刂朴布贾贸膳c所述傳感器連通，這樣的布置在一探測到一物體之后就使由傳感器產(chǎn)生的所述探測信號傳輸?shù)娇刂朴布Ｋ隹刂朴布€適于與一發(fā)煙機器的操作連通，并控制該操作?？刂朴布梢晕挥谝话l(fā)煙機器內(nèi)，或可被設(shè)置為點火系統(tǒng)的一部分。例如，控制硬件可包括一個或多個合適地編程的PICs或EPROMs。
點火系統(tǒng)可用于點燃被一發(fā)煙機器夾持的卷煙或其它發(fā)煙制品。首先，發(fā)煙機器準(zhǔn)備如下。點火系統(tǒng)的底板1接合一發(fā)煙機器，該機器準(zhǔn)備有至少一個發(fā)煙制品以備點燃。底板1可以與發(fā)煙機器的可調(diào)整部件接合，該部件可被調(diào)整以朝向所述發(fā)煙制品移動該系統(tǒng)而達到離所述制品端部幾個厘米或幾個毫米之內(nèi)。發(fā)煙機器可額外地或作為一變體地布置成朝向所述系統(tǒng)移動所述發(fā)煙制品，達到所述點火系統(tǒng)的幾個厘米或幾個毫米之內(nèi)。
用來探測和點燃發(fā)煙制品的點火系統(tǒng)的一操作模式示于圖7a至7c中，并將在下文中予以詳細描述。由于所述彈簧(未示出)的偏置作用，點火系統(tǒng)起初處在如圖1和2所示的開始位置，使點火頭2處于屏蔽位置。為了準(zhǔn)備點火系統(tǒng)以備使用，所述控制硬件指示對所述電阻盤絲7合上電源，這樣，所述盤絲被通電和加熱以進行點火。所述控制硬件還指示合上所述傳感器。
如果傳感器探測出發(fā)煙制品端部位于所述發(fā)射器3與所述探測器4之間，則所述探測器4如上所述地產(chǎn)生一可探測的信號。該可探測的信號由所述傳感器傳輸?shù)剿隹刂朴布?，促使控制硬件指示發(fā)煙機器沿向后方向移動點火系統(tǒng)離開發(fā)煙制品的所述端部。當(dāng)傳感器不再探測到介于所述發(fā)射器3與所述探測器4之間的發(fā)煙制品的端部時，傳感器將一第二可探測的信號傳輸?shù)娇刂朴布?或停止將第一可探測的信號傳輸?shù)娇刂朴布?，促使控制硬件指示發(fā)煙機器停止沿向后方向移動點火系統(tǒng)。
如果傳感器未探測到介于所述發(fā)射器3與所述探測器4之間的發(fā)煙制品的端部，則沒有信號由所述傳感器傳輸?shù)娇刂朴布?，因此，控制硬件指示發(fā)煙制品沿向后的方向移動點火系統(tǒng)朝向發(fā)煙制品的端部。在向前推進所述點火系統(tǒng)的過程中，一旦探測到介于所述發(fā)射器3與所述探測器4之間的發(fā)煙制品的端部，信號從所述傳感器傳輸?shù)娇刂朴布鲇布甘舅霭l(fā)煙機器停止進一步朝向發(fā)煙制品向前推進所述點火系統(tǒng)。
由于發(fā)煙機器的構(gòu)造和布置，在設(shè)備正常操作過程中，可正常地由所述傳感器探測的唯一的物體是諸如被發(fā)煙機器夾持的卷煙之類的發(fā)煙制品的端部。因此，在正常操作中，探測介于所述發(fā)射器3與所述探測器4之間的任何物體可發(fā)出探測所述發(fā)煙制品的端部的信號。
一旦已經(jīng)探測到發(fā)煙制品的端部，而且，如上所述，已經(jīng)停止向前推進點火系統(tǒng)，則控制硬件指示合上所述第一氣動缸6和所述第二氣動缸14。第一氣動缸6和第二氣動缸14各配裝一流量限制器，它控制對應(yīng)的氣動缸響應(yīng)的流量。配裝在所述第二氣動缸14的流量限制器適于實現(xiàn)一快速響應(yīng)，而配裝在所述第一氣動缸6的流量限制器適于實現(xiàn)一慢速響應(yīng)。因此，當(dāng)所述硬件指示合上所述第二氣動缸14時該氣缸快速地響應(yīng)，以推進所述塊體12和心軸11向前，以抵抗彈簧的偏置力而沿順時針方向?qū)⑺鳇c火頭2從所述屏蔽位置推進到展開位置。相反，當(dāng)所述硬件指示合上所述第一氣動缸6時該氣缸較慢地響應(yīng)，以推進承載所述支架15和點火頭2的所述活塞頭5向前遠離所述底板1。如圖6所示，活塞頭5繼續(xù)向前移動，直到活塞14接觸一設(shè)置在剛性固定在所述底板1的一板上的擋塊35為止。此后，所述活塞頭5的繼續(xù)向前運動被阻擋35阻塞。
點火系統(tǒng)的部件被構(gòu)造成當(dāng)活塞14如上所述地接觸擋塊35時，點火頭2定位成使電阻盤絲7與發(fā)煙制品端部之間存在一預(yù)定的分離間隔，這樣，允許用加熱的盤絲有效地點燃發(fā)煙制品。通常，點火頭將被定位成使盤絲7離所述發(fā)煙制品的端部為0.5-1.0mm。然而，操作者在起動點火操作之前適當(dāng)?shù)卣{(diào)整所述擋塊35的位置，根據(jù)需要自由地選擇電阻盤絲與發(fā)煙制品端部之間的所述預(yù)定的間隔。為了正確地調(diào)整所述可調(diào)整的擋塊的位置，在起動點火操作之前操作者可將一發(fā)煙制品放置在所述發(fā)射器與探測器之間，以使所述制品的端部可被傳感器探測到，然后可定位點火頭2，以使未加熱的盤絲處于一離所述發(fā)煙制品的端部為一選定的距離處，然后，調(diào)整擋塊35以阻止點火頭2向前運動超過該位置。
根據(jù)本發(fā)明的一點火系統(tǒng)的第二實施例示于圖8-10中。在這些附圖中，與圖1-6中所示的實施例相同的部件用相同的標(biāo)號表示。這些部件和其操作的進一步詳細的描述不再是必要的。
與圖1-6中所示的實施例相比，示于圖8-10中的實施例布置成在“實時(realtime)”中進行操作。因此，當(dāng)示于圖1-6中的點火系統(tǒng)布置成探測發(fā)煙制品的位置且合適地調(diào)整點火系統(tǒng)時，同時，點火頭處于屏蔽位置且盤絲通電，此后，點火頭適于沿一預(yù)定的路徑移動到點燃一發(fā)煙制品的位置。相比之下，示于圖8-10中的點火系統(tǒng)布置成探測發(fā)煙制品的位置且合適地調(diào)整點火系統(tǒng)，同時，點火頭處于展開位置且盤絲通電。因此，在后者的實施例中，當(dāng)點火頭相對于發(fā)煙制品到達一預(yù)定位置時，發(fā)煙制品將被點燃。
因此，在如上所述地準(zhǔn)備發(fā)煙機器之后，示于圖8-10中的實施例的控制硬件可布置成首先指示合上所述第二氣動缸14，由此，致使點火頭2如上所述地從所述屏蔽位置(圖8)移動到所述展開位置(圖9)。此后，控制硬件指示合上所述第一氣動缸6，以致使所述活塞頭5和安裝在其上的部件向前移動而遠離所述底板1。
如圖8b和8c所示，提供了一制動機構(gòu)，相對于所述第一氣動缸6制動所述活塞頭5的運動。一氣動的制動缸20安裝在所述底板1上，而一制動帶22安裝在所述活塞頭5并平行于所述氣缸6延伸。所述氣動的制動缸20可操作地連接于一制動瓦21，這樣，所述氣動制動缸20一旦被致動，制動瓦21就抵抗所述第一氣動缸6壓迫所述制動帶22，因此，相對于所述第一氣動缸6制動所述活塞頭5的運動。
所述氣動制動缸20的操作通過所述控制硬件進行控制。它是這樣布置的當(dāng)所述傳感器探測一發(fā)煙制品的端部且一可探測的信號傳輸?shù)剿隹刂朴布r，控制硬件指示合上所述第一氣動缸6并合上所述氣動制動缸20。方便地是，這些開關(guān)操作可借助于一閥機構(gòu)同時實施，所述閥機構(gòu)適于響應(yīng)從所述控制硬件發(fā)出的指令，以開/關(guān)從所述第一氣動缸6到所述第二氣動缸14的供應(yīng)氣源。
關(guān)閉所述第一氣動缸6和合上制動缸20的雙重作用可致使所述點火頭2在傳感器探測到一發(fā)煙制品的端部之后快速地停止。點火系統(tǒng)構(gòu)造成使點火系統(tǒng)的電阻盤絲7處于離發(fā)煙制品端部一預(yù)定的距離，例如，0.5-1.0mm，以便允許用加熱的電阻盤絲有效地點燃發(fā)煙制品。
一根據(jù)本發(fā)明的點火系統(tǒng)的變化的操作模式示于圖11a至11c。從下面的描述中將會明白，該操作模式僅結(jié)合一種發(fā)煙機器才有效，在該發(fā)煙機器中，可變化由機器夾持的發(fā)煙制品的位置。根據(jù)該模式，可不要求點火頭和傳感器作線性運動。因此，盡管分別示于圖1-6和圖8-10中的點火系統(tǒng)可根據(jù)該模式進行操作，但也可根據(jù)下文中描述的模式進行操作，其中，氣缸6可用一非可調(diào)的安裝臂替換。
根據(jù)該模式，點火系統(tǒng)與具有可調(diào)整的卷煙夾持器的發(fā)煙機器接合。點火系統(tǒng)的控制硬件布置成與發(fā)煙機器連通，以使控制硬件能控制發(fā)煙機器的至少一個可調(diào)整卷煙夾持器(cigarette holder)的運動。點火頭2放置在如圖11a所示的起始位置，而電阻盤絲在控制硬件的控制下通電。
一卷煙或其它發(fā)煙制品30插入所述卷煙夾持器內(nèi)，并在控制硬件的控制下，卷煙夾持器朝向點火頭移動。當(dāng)發(fā)煙制品的端部如圖11b所示地被傳感器探測到時，如上所述，一信號傳輸?shù)娇刂朴布?，而所述控制硬件指示卷煙夾持器停止移動。然后，如上所述，點火頭2在控制硬件的控制下移入展開位置，并可選擇地也朝向或遠離底板1移動一預(yù)定的短距離，也在控制硬件的控制之下。該結(jié)構(gòu)這樣進行布置當(dāng)傳感器探測發(fā)煙制品的端部時，且一旦點火頭從屏蔽位置移入展開位置和可選擇地朝向或遠離底板移動一短的預(yù)定距離，然后，點火頭的盤絲將離發(fā)煙制品的端部一預(yù)定的距離，以便能用盤絲成功地點燃發(fā)煙制品。通常地，盤絲與發(fā)煙制品的端部之間的該預(yù)定距離將是0.5-1.0mm。
應(yīng)該認(rèn)識到，上述的實施例和操作模式按照以下方式工作當(dāng)發(fā)煙制品的端部相對于點火頭到達一預(yù)定位置時探測到發(fā)煙制品的端部，此后(如果必要的話)以預(yù)定的方式移動點火頭，以使點火頭設(shè)置在要求的位置并被定向，以便進行點燃。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員也可想象出各種其它的實施例和操作模式，它們以同樣的原理工作，所有這樣的實施例和模式都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
本發(fā)明的變化的實施例和操作模式示于圖12a和12b中。示于這些圖中的實施例在許多方面類似于示于圖1-6中的實施例，這些方面將不再作進一步描述。下面將描述示于圖12a和12b中的實施例的特殊的特征。
如圖12a和12b所示，根據(jù)本發(fā)明的一點火系統(tǒng)包括一點火頭2，它以上述方式可調(diào)整地安裝在一底板1上。所述點火頭相對于底板1的位置和定向的調(diào)整受到控制硬件(未示出)的控制。
點火系統(tǒng)包括一傳感器25，其適于采取一個或多個測量來確定用于一發(fā)煙機器的夾持器31內(nèi)的一發(fā)煙制品30的端部與一位于夾持器上的已知點之間的距離。因此，傳感器25可適于定位在或鄰近于一發(fā)煙機器。所述傳感器25適于與所述控制硬件連通，并將有關(guān)所述測量的信息傳輸?shù)剿隹刂朴布?。例如，所述傳感器可包括一諸如一激光傳感器的范圍尋找傳感器。
點火系統(tǒng)的控制硬件適于處理所述信息，以便調(diào)整點火頭2的位置和定向，這樣，當(dāng)夾持器和發(fā)煙制品已安裝在發(fā)煙機器內(nèi)且點火系統(tǒng)和/或夾持器被發(fā)煙機器移動到彼此接近時，點火頭定位在離從夾持器突出的發(fā)煙制品的端部一預(yù)定距離處。
本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，上述本發(fā)明的實施例和模式僅依賴于對電阻盤絲和在點火點處的一發(fā)煙制品的端部的相對位置的調(diào)整，以提高點火的成功率。然而，已知發(fā)煙制品的端部的位置，并且如上所述地由一傳感器進行了探測，則也可進行調(diào)整或由控制硬件對電阻盤絲實施操作，由此可提高點火的成功率。
例如，如果由一發(fā)煙機器夾持并被保持的、點燃一發(fā)煙制品的端部的位置被確定為大于離點火點處的電阻盤絲的位置的一規(guī)定距離(例如，約1.0mm，或約1.5mm，或約2mm)，則由盤絲產(chǎn)生的功率，和/或傳輸?shù)桨l(fā)煙制品的端部的功率，和/或發(fā)煙制品的端部暴露在盤絲前的時間長度，各可以被大致地增加，以便補償盤絲與發(fā)煙制品的端部之間的較大的分離，并且，雖然該分離增加了但仍確保發(fā)煙制品成功地點燃。作為另一變體，發(fā)煙制品的端部可早于發(fā)煙機器的吐煙霧循環(huán)之前暴露于加熱的盤絲，例如，在吐煙霧開始時或朝向吐煙霧開始之時，或在吐煙霧開始前不久。作為另一變體，傳輸?shù)剿龆瞬康碾姶泡椛涞牟ㄩL范圍可以選擇為可有效地被所述端部吸收的波長。
相反，如果由一發(fā)煙機器夾持并被保持的、點燃一發(fā)煙制品的端部的位置被確定為小于離點火點處的電阻盤絲的位置的一規(guī)定距離(例如，約1mm)，則由盤絲產(chǎn)生的功率，和/或傳輸?shù)桨l(fā)煙制品的端部的功率，和/或發(fā)煙制品的端部暴露在盤絲前的時間長度，各可以被合適地減小，以便補償盤絲與發(fā)煙制品的端部之間的較小的分離，并且，雖然該分離減小了但在點火過程中可減小對發(fā)煙制品造成熱損壞的可能性。作為另一變體，發(fā)煙制品的端部可晚于發(fā)煙機器的吐煙霧循環(huán)之后暴露于加熱的盤絲，例如，在朝向吐煙霧的中間或結(jié)束之時。作為另一變體，可提供一二向色過濾器，以過濾出具有被發(fā)煙制品的端部吸收的波長的電磁輻射，以便使發(fā)煙制品的端部不暴露在這樣的輻射前。
適用于該用途的一可變二向色過濾器41示于圖13中。如該圖所示，該二向色過濾器41包括一玻璃基體33，該基體涂以一層二氧化硅34、一層二氧化鈦35、一第二層二氧化硅36、一第二層二氧化鈦37、一層中間密度的過濾器介質(zhì)38以及一透明膜層39。諸層被一保護性玻璃覆蓋物40覆蓋。
如圖13所示，各層二氧化硅和二氧化鈦的厚度在基體33的整個表面范圍內(nèi)可以變化，而中間密度的過濾器介質(zhì)層38的厚度也在基體33的整個表面的范圍內(nèi)可變化。諸層的并置和其厚度的變化意味著過濾器的不同區(qū)域?qū)⒃诓煌奶囟úㄩL帶內(nèi)發(fā)射電磁輻射，所有其它波長都是反射的。可變二向色過濾器41因此可定位在盤絲與發(fā)煙制品的端部之間(如圖14所示)，并可相對于盤絲和發(fā)煙制品在控制硬件的控制下移動，以便按要求改變從盤絲發(fā)射到發(fā)煙制品的輻射的波長。根據(jù)發(fā)煙制品的端部的吸收光譜，輻射的某些波長可以有效地被發(fā)煙制品的端部所吸收，而其它波長大部分地或全部地被反射。因此，可以根據(jù)需要使用二向色過濾器改變傳輸?shù)桨l(fā)煙制品端部的輻射的加熱功率。
可以修改點火系統(tǒng)的控制硬件以能根據(jù)發(fā)煙制品的端部的位置計算出電阻盤絲操作所要求的任何的調(diào)整，并控制完成這樣的調(diào)整。例如，由盤絲產(chǎn)生的功率可以通過控制施加到電阻盤絲的功率輸入(例如，施加的電壓)來上下地調(diào)節(jié)，例如借助于一可變電阻器進行調(diào)節(jié)。
對發(fā)煙制品的端部施加熱量的時機和時間長短，可借助于一可移動的屏蔽或借助于將功率輸入連接于盤絲的開關(guān)裝置方便地在控制硬件的控制下進行控制，但后者的方式不很有效，因為對于盤絲需要冷卻的時間。
任何過濾器或屏蔽相對于所述盤絲和所述發(fā)煙制品的端部的定位也可通過控制硬件來控制。
提供控制硬件并對所述硬件編程，以使硬件能如上所述地指示和控制點火系統(tǒng)的操作，這是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能力范圍之內(nèi)的常規(guī)的任務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)煙機器的點火系統(tǒng)，它包括一熱源，該熱源適于發(fā)射熱量來點燃固定在發(fā)煙機器內(nèi)的一發(fā)煙制品的一端；一自動的傳感器，它適于探測發(fā)煙制品的所述端部的位置；以及，控制裝置，該裝置與所述傳感器連通，根據(jù)所述傳感器探測到的所述端部的位置該控制裝置適于自動地調(diào)整所述熱源的操作和/或自動地調(diào)整所述熱源和/或所述制品的相對運動，這樣，所述熱源能夠成功地點燃所述端部。
2.如權(quán)利要求1所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置適于自動地調(diào)整所述熱源和/或所述發(fā)煙制品的相對運動，以使所述熱源與發(fā)煙制品的所述端部分離一預(yù)定的距離，由此，熱源能夠成功地點燃發(fā)煙制品的所述端部。
3.如權(quán)利要求2所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源能相對于所述發(fā)煙制品運動，而所述控制裝置適于控制所述熱源的運動，由此，在所述控制裝置的控制下熱源可移入或停止在一選擇的位置上。
4.如權(quán)利要求2或3所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置適于控制由一發(fā)煙機器夾持的一發(fā)煙制品的運動，由此，在所述控制裝置的控制下所述發(fā)煙制品可移入或停止在一選擇的位置。
5.如權(quán)利要求2-4中任何一項所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器布置成在以下情況下探測發(fā)煙制品的端部，即，當(dāng)所述端部設(shè)置在離熱源為所述預(yù)定的距離處時，或當(dāng)所述端部定位成在所述發(fā)煙制品和/或所述熱源沿一預(yù)設(shè)的地點作相繼的運動之后，所述端部將設(shè)置在離熱源為所述預(yù)定的距離處。
6.如權(quán)利要求2-4中任何一項所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，點火系統(tǒng)布置成在所述傳感器探測發(fā)煙制品的所述端部之后，所述熱源和/或所述發(fā)煙制品在控制裝置的控制之下移動，以實現(xiàn)所述熱源與發(fā)煙制品的所述端部之間達到所述預(yù)定的距離。
7.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置適于在傳感器探測發(fā)煙制品的端部之后自動地調(diào)整所述熱源的操作，以便能由熱源成功地點燃發(fā)煙制品的所述端部。
8.如權(quán)利要求7所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源適于通過空氣對流發(fā)射熱量來點燃發(fā)煙制品的所述端部，所述控制裝置適于自動地調(diào)整熱源的溫度，該調(diào)整取決于由傳感器探測的所述端部的位置。
9.如權(quán)利要求7或8所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)需要，通過有選擇地分散熱量遠離發(fā)煙制品的所述端部和/或有選擇地將熱量引向發(fā)煙制品，所述控制裝置適于調(diào)整從所述熱源到發(fā)煙制品的所述端部的熱量的輻射通路。
10.如權(quán)利要求7-9中任何一項所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源適于發(fā)射熱量以便用電磁輻射來點燃發(fā)煙制品的所述端部，所述控制裝置適于自動地調(diào)整由熱源施加到發(fā)煙制品的端部以點燃制品的電磁輻射的水平和/或波長范圍，該調(diào)整取決于由傳感器探測的所述端部的位置。
11.如權(quán)利要求10所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置適于自動地調(diào)整由熱源發(fā)射的電磁輻射的水平和/或波長范圍。
12.如權(quán)利要求10或11所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置適于調(diào)整由熱源傳輸?shù)桨l(fā)煙制品的端部的電磁輻射的水平和/或波長范圍。
13.如權(quán)利要求12所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置適于調(diào)整地屏蔽和/或阻擋所述熱源到發(fā)煙制品的所述端部，和/或有選擇地聚焦由所述熱源發(fā)射到所述端部上的輻射，和/或有選擇地偏移由所述熱源發(fā)射的輻射而遠離所述端部。
14.如權(quán)利要求13所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置包括可調(diào)整的屏蔽裝置，它可被定位和調(diào)整，以便屏蔽熱源的一選定區(qū)域而隔開發(fā)煙制品的端部；和/或可調(diào)整的反射和/或折射裝置，它們適于有選擇地聚焦或?qū)臒嵩窗l(fā)射的輻射引向發(fā)煙制品的所述端部；和/或可調(diào)整的折射和/或偏轉(zhuǎn)裝置，它們適于有選擇地將從熱源發(fā)射的輻射引導(dǎo)遠離發(fā)煙制品的端部。
15.如權(quán)利要求13或14所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置包括至少一個熱過濾器，該熱過濾器適于吸收或反射撞擊在過濾器上的一部分輻射，該熱過濾器布置成它可被移去地定位在所述熱源與發(fā)煙制品的端部之間，以防止從所述熱源發(fā)射的一部分輻射傳向所述發(fā)煙制品。
16.如權(quán)利要求15所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置包括一個或多個可變的或二向色過濾器，各個可變或二向色過濾器包括多個具有不同吸收/反射特性的離散區(qū)域，這樣，通過在熱源與發(fā)煙制品的端部之間定位可變或二向色過濾器以及相對于熱源和發(fā)煙制品移動可變或二向色過濾器，可按要求調(diào)整從熱源傳輸?shù)桨l(fā)煙制品的電磁輻射量。
17.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置適于自動地調(diào)整熱量施加到發(fā)煙制品的端部以便點燃制品的時間，這取決于所述端部的位置。
18.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)由傳感器探測的發(fā)煙制品的所述端部的位置，所述控制裝置適于相對于發(fā)煙機器的吐煙霧循環(huán)自動地調(diào)整施加熱量的時間。
19.如權(quán)利要求2或它的任何一項從屬權(quán)利要求所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器適于確定所述發(fā)煙制品的端部何時處于所述預(yù)定位置。
20.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器適于在多個可能位置的一范圍內(nèi)識別發(fā)煙制品的所述端部的位置。
21.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的點火系統(tǒng)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)這樣進行布置發(fā)煙制品的所述端部可有選擇地與所述熱源屏蔽，以便防止大量的熱量從所述熱源傳輸?shù)剿龆瞬俊?br> 22.一套形成如上述權(quán)利要求中任何一項所述的一點火系統(tǒng)的組件。
23.一種發(fā)煙機器，它包括夾持裝置，用來夾持一發(fā)煙制品以使發(fā)煙制品的一端暴露；吐煙霧裝置，它鄰近于發(fā)煙制品的另一端而定位，用來抽取空氣通過發(fā)煙制品；以及，一如權(quán)利要求1-21中任何一項所述的點火系統(tǒng)，該系統(tǒng)點燃發(fā)煙制品的所述一端，以使制品可通過發(fā)煙機器而發(fā)煙。
24.如權(quán)利要求23所述的發(fā)煙機器，其特征在于，該機器能夾持多個發(fā)煙制品，所述點火系統(tǒng)適于連續(xù)地點燃各個所述發(fā)煙制品。
25.如權(quán)利要求23或24所述的發(fā)煙機器，其特征在于，在傳感器探測所述端部和相繼地調(diào)整點火頭和/或發(fā)煙制品的位置之前，該機器適于將待點燃的各個發(fā)煙制品移動到一位置，以使發(fā)煙制品的端部位于所述點火頭的一小距離的范圍內(nèi)，例如，幾個厘米或幾個毫米范圍之內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于發(fā)煙機器的點火系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一熱源(2)，該熱源適于發(fā)射熱量來點燃固定在發(fā)煙機器內(nèi)的一發(fā)煙制品的一端；一自動的傳感器(3、4)，它適于探測發(fā)煙制品的所述端部的位置；以及，控制裝置，它與所述傳感器(3、4)連通，根據(jù)所述傳感器(3、4)探測到的所述端部的位置該控制裝置適于自動地調(diào)整所述熱源(2)的操作和/或所述熱源和/或所述制品的相對運動，這樣，所述熱源能夠成功地點燃所述端部。本發(fā)明還提供一套組件，以便形成按照本發(fā)明的一種點火系統(tǒng)以及一種包括按照本發(fā)明的一點火系統(tǒng)的發(fā)煙機器。
文檔編號A24C5/34GK1761409SQ200480007265
公開日2006年4月19日 申請日期2004年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月18日
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