專利名稱：用于批量煙草制備和膨脹的工藝和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及批量煙草的制備、處理和輸入工藝和裝置，特別與批量煙草的膨脹工藝有關(guān)。本發(fā)明還提供增加煙草膨脹率的工藝和裝置。
在過(guò)去的二十年內(nèi)，煙草膨脹工藝已成為香煙制造工藝的一個(gè)重要部分。煙草膨脹工藝被用來(lái)恢復(fù)煙草在煙葉烤制和儲(chǔ)存期間所損失的大小和體積。煙草膨脹工藝還被用來(lái)增加熟煙草的體積，以使其超過(guò)煙葉體積，從而降低許多香煙制品、包括低焦油和超低焦油香煙中的“焦油”和尼古丁含量。
授予弗雷德里克森等人的3,524,451號(hào)美國(guó)專利和授予莫澤等人的3,524,452號(hào)美國(guó)專利公布了幾種煙草膨脹工藝，它們包括使煙草與浸漬劑接觸，然后快速加熱以便浸漬劑揮發(fā)，由此使煙草膨脹。授予弗雷德里克森等人的3,683,937號(hào)美國(guó)專利公布了一種加工方法，它使用蒸汽浸漬煙草，然后加熱或迅速地降壓以使煙草膨脹。
授予烏奇的4,235,250號(hào)美國(guó)專利、授予伯德等人的4,258,729號(hào)美國(guó)專利、以及授予賽克斯等人的4,336,814號(hào)美國(guó)專利公布的煙草膨脹工藝中使用了二氧化碳。在這些和涉及到的工藝?yán)?，用氣態(tài)的或液態(tài)的二氧化碳浸漬煙草，然后使浸漬過(guò)的煙草經(jīng)受迅速加熱的過(guò)程，從而使其膨脹。然而，這些已知的二氧化碳膨脹工藝需要過(guò)度加熱浸漬過(guò)的煙草，以便得到顯著而穩(wěn)定的膨脹。但過(guò)度加熱可能有損于煙草的香味和/或產(chǎn)生過(guò)量的煙草碎屑。此外，那些利用液態(tài)二氧化碳浸漬煙草的加工方法常會(huì)使被浸漬的煙草形成固體煙草塊，它含有在加熱處理前必須打碎的干冰。這可能損害煙草，而且也會(huì)增加膨脹工藝的復(fù)雜性和成本。
授予懷特和康拉德的4,531,529號(hào)美國(guó)專利介紹了一種增加煙草裝填量的加工方法，其中，用低沸騰高揮發(fā)性的膨脹劑，例如一般的氣體狀的鹵化碳或碳?xì)浠衔?，在膨脹劑的臨界壓力和溫度之上或接近的加工條件下浸漬煙草。然后迅速降低壓力，以使煙草膨脹，這樣就不再需要加熱步驟來(lái)膨脹煙草或使煙草穩(wěn)定在膨脹狀態(tài)。這種加工方法的壓力條件范圍從36公斤/厘米2(512磅/吋2)起，且沒(méi)有已知的上限。采用142公斤/厘米2(200磅/吋2)以下的壓力可獲得令人滿意的煙草膨脹，而不會(huì)有過(guò)分的碎裂。普通氣態(tài)的碳?xì)浠衔铩⒅T如甲烷、乙烷、和丙烷屬于這種加工方法里使用的較佳的浸漬劑。
授予康拉德和懷特的4,554,932號(hào)美國(guó)專利描述了一種流體壓力處理裝置，它包括一管狀殼體，里面安裝著卷軸組件。卷軸包括在兩卷軸端之間延伸的、直徑相對(duì)較小的圓柱體部分，而卷軸端具有比卷軸體直徑大、但比殼體直徑小的直徑。卷軸安裝在殼體內(nèi)，并能在殼體外的承載位置、殼體內(nèi)的處理位置和殼體外的卸載位置之間來(lái)回移動(dòng)。當(dāng)卷軸在殼體內(nèi)，安裝在卷軸圓柱形端部的環(huán)形凹槽里的可變形的密封環(huán)受到徑向向外的力，從而與殼體的內(nèi)表面相嚙合。由此提供了一個(gè)位于殼體內(nèi)側(cè)、包圍著較小的卷軸體的卷軸端部之間空間內(nèi)的、密封的環(huán)形壓力室。通過(guò)殼體的一個(gè)或幾個(gè)孔與導(dǎo)管狀的內(nèi)腔配合，這些內(nèi)腔徑向延伸進(jìn)入卷軸端，而軸向沿卷軸體延伸，從而允許加工用流體進(jìn)入和排出環(huán)繞著在殼體內(nèi)的卷軸體的空間。利用這種裝置使煙草與膨脹劑在高壓下浸漬可快速地承載和卸載煙草，避免出現(xiàn)與通常的壓力密封和鎖定機(jī)構(gòu)相關(guān)的關(guān)閉和打開(kāi)問(wèn)題，諸如樞轉(zhuǎn)通常的壓力容器的高壓鍋蓋的問(wèn)題。這種卷軸和殼體壓力容器可在進(jìn)行煙草膨脹時(shí)節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間和提高經(jīng)濟(jì)效益。
包括上面所述的和其它的煙草膨脹工藝在浸漬壓力基本上大于外界壓力時(shí)必須以成批處理的方式進(jìn)行。為了在成批處理時(shí)獲得有效的和可重復(fù)的煙草膨脹，必須重復(fù)地形成與壓力處理容器的內(nèi)部容積相關(guān)的和/或與被膨脹的煙草類型的密度和膨脹性能相符合的一定量的批量煙草。通常，批量形成工藝的設(shè)計(jì)受與煙草膨脹工藝相關(guān)的其它制造方面考慮的制約，它包括在煙草形成批量、然后輸送和裝入進(jìn)行浸漬的壓力容器時(shí)希望揮發(fā)性的煙草膨脹劑的泄漏降至最低程度。
本發(fā)明提供與煙草膨脹工藝和其它煙草處理操作有關(guān)的形成、輸送和處理批量煙草的工藝和裝置。本發(fā)明還提供煙草膨脹裝置和工藝，它們被用來(lái)在使用高壓煙草浸漬和可燃的氣態(tài)膨脹劑的條件下、在快速通過(guò)情況下膨脹煙草。
本發(fā)明的裝置和工藝特別可與授予康拉德等人的5,483,977號(hào)美國(guó)專利和授予比爾德等人的5,469,872號(hào)美國(guó)專利中的工藝和裝置配合使用，前者是為顯著地改進(jìn)在高壓煙草浸漬系統(tǒng)中的煙草吞吐量而提供的，而后者則提供了各種批量煙草形成和輸送的工藝和裝置，以及在高吞吐量煙草膨脹工藝方面的其它改進(jìn)。這些申請(qǐng)的工藝和裝置一般需要不大于20到30秒的煙草浸漬和膨脹循環(huán)時(shí)間；使用預(yù)熱的、高壓膨脹劑，例如丙烷；使用含水量增加的、預(yù)熱的煙草輸送；和/或在高壓浸漬容器里壓縮煙草，以便顯著地改進(jìn)該浸漬容器的可用空間。
按照本發(fā)明，可以發(fā)現(xiàn)，在批量煙草形成和輸送的步驟中，特別是在上述康拉德等人和比爾德等人的較佳實(shí)施例里存在著意想不到的困難，而且可能特別嚴(yán)重，因?yàn)楸仨氃谳^快的速度下形成一定量的批量煙草并將它們送入浸漬區(qū)。實(shí)施時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，由于密度不均勻的煙草輸送流使煙草呈現(xiàn)塊狀，從而煙草的預(yù)熱和浸潤(rùn)使高速批量煙草形成和輸送步驟變得意相不到地復(fù)雜。此外，也已發(fā)現(xiàn)，加熱濕潤(rùn)的煙草將釋放和/或軟化各種天然的煙草膠和脂，它們將使結(jié)塊問(wèn)題更加嚴(yán)重，因?yàn)檫@種煙草趨向于粘附在處理裝置上，從而防礙煙草從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方。這些問(wèn)題不僅影響批量煙草形成步驟，而且在某些情況下還可能阻塞煙草輸送裝置。在那些使用丙烷之類的易燃的氣態(tài)膨脹劑的膨脹工藝?yán)?，由于需要?duì)工藝和裝置進(jìn)行控制以確保安全操作，從而使克服結(jié)塊問(wèn)題變得更為迫切。
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供批量煙草形成和輸送系統(tǒng)，以便可靠而經(jīng)濟(jì)地形成和輸送預(yù)定量的批量煙草給下游工序，較佳的是給煙草浸漬工序。該裝置包括一批量煙草形成室，它部分是由一基本垂直的進(jìn)口壁和一與進(jìn)口壁水平隔開(kāi)的、基本上也是垂直的連接壁所限定。設(shè)置一通過(guò)進(jìn)口壁的進(jìn)口，以允許煙草沿橫向?qū)χB接壁的方向進(jìn)入形成室。一利用壓縮空氣的輸送管與該進(jìn)口連接，以便以一定的流動(dòng)速度向該進(jìn)口提供煙草，并足以使煙草對(duì)著連接壁聚集。在室的上部設(shè)一濾網(wǎng)，允許輸送煙草的壓力氣體離開(kāi)，同時(shí)提供一個(gè)頂部障礙物防止煙草離開(kāi)形成室。使一傳感器可運(yùn)轉(zhuǎn)地與形成室發(fā)生聯(lián)系，以確定何時(shí)預(yù)定量的煙草已水平對(duì)著連接壁聚集完畢。該濾網(wǎng)至少可在兩個(gè)垂直位置之間移動(dòng)，以改變批量煙草形成室的容積。較佳的是，形成室的底壁至少有一部分是由一隔離件所形成，該隔離件被安裝成可向下樞轉(zhuǎn)，以通過(guò)形成室底部有控制地釋放批量煙草。
這種裝置可避免使用移動(dòng)部件來(lái)輸送煙草，以及將煙草分成獨(dú)立的批量，從而可將與煙草結(jié)塊、包括煙草輸送密度不均勻有關(guān)的問(wèn)題、以及與使各煙草塊分解有關(guān)的困難減至最低程度。本裝置能迅速而經(jīng)濟(jì)地提供穩(wěn)定的和預(yù)定量的批量煙草，且能隨時(shí)調(diào)整批量煙草的量以適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變或輸入煙草的類別或密度的變化。
本發(fā)明的另一方面是提供一種裝置和工藝，以便將批量煙草輸送到浸漬區(qū)，同時(shí)使煙草膨脹劑逃離浸漬區(qū)進(jìn)入煙草輸送區(qū)的情況減至最低程度。該裝置包括一批量煙草形成室，較佳的是如上面所述的類型。該形成室的一部分是由一室隔離件所限定，該室隔離件被安裝成可在一關(guān)閉位置和一打開(kāi)位置之間移動(dòng)，在關(guān)閉位置時(shí)，隔離件成為室底壁的至少一部分，在打開(kāi)位置時(shí)，該隔離件使室的下部出現(xiàn)一個(gè)孔，從而允許批量煙草離開(kāi)該室。一垂直取向的煙草輸送導(dǎo)管位于形成室的下面，并包括一可分區(qū)域，它在室隔離件和位于室隔離件下面的導(dǎo)管隔離件之間。導(dǎo)管隔離件被安裝成可在基本封閉導(dǎo)管的關(guān)閉位置和在導(dǎo)管上形成一個(gè)開(kāi)口的打開(kāi)位置之間移動(dòng)。一惰性氣體輸送源與在垂直導(dǎo)管內(nèi)的可分區(qū)域連通，并將惰性氣體提供給該區(qū)域。
在垂直的煙草輸送導(dǎo)管里的可分區(qū)域提供一個(gè)氣障，從而防止大量的浸漬氣體向上流動(dòng)通過(guò)煙草輸送導(dǎo)管而進(jìn)入形成室，進(jìn)而污染壓縮空氣輸送系統(tǒng)。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)打開(kāi)室隔離件使批量煙草進(jìn)入導(dǎo)管時(shí)，導(dǎo)管隔離件保持在關(guān)閉位置上。導(dǎo)管隔離件接受和支承來(lái)自形成室的批量煙草。當(dāng)室隔離件回轉(zhuǎn)到其關(guān)閉位置時(shí)，打開(kāi)導(dǎo)管隔離件，使批量煙草進(jìn)入導(dǎo)管的下部。然后，導(dǎo)管隔離件回轉(zhuǎn)到其關(guān)閉位置，同時(shí)室隔離件依然在其關(guān)閉位置，由此，基本上使可分區(qū)域與批量煙草形成室和煙草輸送導(dǎo)管的下部不透氣地隔絕。在可分區(qū)域內(nèi)的惰性氣體供應(yīng)源將惰性氣體提供給該不透氣隔絕的區(qū)域，這樣，當(dāng)接著打開(kāi)室隔離件以將另一批批量煙草送入垂直導(dǎo)管時(shí)，任何可能進(jìn)入形成室的氣體基本上是清洗氣體。
本發(fā)明的還有一個(gè)方面是簡(jiǎn)化和改進(jìn)對(duì)批量均勻的、已加熱和浸漬的煙草的膨脹工藝。按照本發(fā)明的這一方面，使含水量約是重量的12％以上的煙草形成預(yù)定的一批量。然后，使該預(yù)定批量的含水煙草與蒸汽接觸，以顯著地增加該批量煙草的溫度和水份。然后，將該加熱的和含水的批量煙草裝入一浸漬區(qū)，讓其浸漬在膨脹劑里。浸漬區(qū)較佳的是由一卷軸和一殼體裝置所界定，且對(duì)預(yù)先形成的批量煙草的汽蒸是在緊靠浸漬區(qū)的位置上進(jìn)行的。按照本發(fā)明的這一方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)分開(kāi)地形成批量的含水煙草并在其后加熱各批量煙草，與釋放和軟化天然煙草膠有關(guān)的問(wèn)題可基本上得到解決。此外，還發(fā)現(xiàn)，直接與蒸汽接觸可均勻地、并非常快(大約數(shù)秒或更少的時(shí)間)地加熱各批量煙草，同時(shí)還增加煙草的濕潤(rùn)水平。此外，通過(guò)在靠近浸漬區(qū)的位置上迅速加熱各批量煙草，可將各批量煙草之間的溫度變化減至最低程度，而這又提供了更為均勻的煙草膨脹。
本發(fā)明的再一個(gè)方面是提供一個(gè)預(yù)壓區(qū)，以加熱和汽蒸批量煙草。在這種情況下，將一批量煙草送入水平延伸的導(dǎo)管的第一部分。一可透氣的障礙物可操縱地與導(dǎo)管連接，以便在一退回位置和一阻擋位置之間移動(dòng)，退回位置在導(dǎo)管的外側(cè)，而阻擋位置在導(dǎo)管之內(nèi)并橫跨導(dǎo)管，并位于導(dǎo)管的第一端和第二端之間。安裝有一承載件，以便沿著水平導(dǎo)管內(nèi)的相鄰的第一和第二路徑移動(dòng)各批量煙草。第一路徑在導(dǎo)管的第一端部和與阻擋位置縱向隔開(kāi)的預(yù)壓位置之間延伸；第二路徑從預(yù)壓位置延伸至靠近導(dǎo)管第二端部的位置。煙草預(yù)壓區(qū)被限定在預(yù)壓位置和阻擋位置之間的導(dǎo)管內(nèi)，并且至少有一個(gè)孔穿過(guò)在預(yù)壓區(qū)內(nèi)的導(dǎo)管壁并與一蒸汽源連通，以便加熱在預(yù)壓區(qū)里的煙草。煙草預(yù)壓區(qū)較佳的是位于緊靠承載位置的地方，批量煙草將接連進(jìn)入在該承載位置處的一浸漬裝置上。使用按照本發(fā)明的批量煙草預(yù)壓區(qū)將快速地制備和輸送具有最適當(dāng)含水量和溫度的批量煙草，從而提高生產(chǎn)率和工藝的經(jīng)濟(jì)性。
本發(fā)明的許多方面可單獨(dú)地或組合起來(lái)使用。在較佳的實(shí)施例里，利用本發(fā)明的各個(gè)方面組合成一個(gè)批量煙草浸漬和膨脹系統(tǒng)，本發(fā)明的工藝和裝置可在定量、加熱、輸送和膨脹煙草方面提供一個(gè)非常有效的系統(tǒng)，由此在煙草生產(chǎn)率和膨脹煙草的經(jīng)濟(jì)性方面具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。
在形成本發(fā)明最初公開(kāi)的一部分的附圖中

圖1是本發(fā)明較佳的批量煙草定量、輸送和加熱裝置的立體示意圖，其中，設(shè)有兩個(gè)分開(kāi)的批量煙草形成、輸送和加熱系統(tǒng)，以便同時(shí)制備兩批預(yù)熱的和預(yù)浸潤(rùn)的批量煙草，并將它們裝入一個(gè)往復(fù)式卷軸體上；圖2是圖1所示裝置的正視圖；圖3是沿圖2中的“3-3”線的側(cè)視剖視圖，表示本發(fā)明的一個(gè)較佳的批量煙草形成室；圖4是安裝在圖3所示批量煙草形成室下面的垂直和水平煙草輸送導(dǎo)管的放大的、局部剖視的側(cè)視圖，它表示了在垂直導(dǎo)管內(nèi)的氣體可分區(qū)域，以防止氣態(tài)膨脹劑從浸漬區(qū)進(jìn)入批量煙草形成室，它還表示了一在水平導(dǎo)管內(nèi)的、畫在一預(yù)壓位置上的承載件；圖5是沿圖4中的“5-5”線局部剖視的平面視圖，表示在蒸汽管內(nèi)的孔的較佳布置方式，以便將蒸汽均勻地噴入預(yù)壓的批量煙草內(nèi)，還以橫截面表示許多間隔很小的叉，它們可移動(dòng)進(jìn)出水平導(dǎo)管以提供一個(gè)可透氣的煙草障礙物；以及圖6是沿圖5中的“6-6”線的局剖剖視的橫剖視圖，表示位于承載件和可透氣的煙草障礙物之間的預(yù)壓過(guò)的批量煙草，煙草障礙物靠近承載位置，在該承載位置處批量煙草連續(xù)裝入形成煙草浸漬裝置一部分的、往復(fù)式卷軸體上，它還表示了安裝在蒸汽管里的孔上的冷凝水阻擋塞，而蒸汽管安裝在煙草預(yù)壓區(qū)之上。
本發(fā)明較佳的生產(chǎn)工藝和裝置的實(shí)施例如下所述。雖然利用具體的生產(chǎn)工藝和裝置，包括附圖中所示的來(lái)描述本發(fā)明，但應(yīng)該理解，本發(fā)明并不受其限制。相反地，本發(fā)明包括許多替換物，改進(jìn)型和等同物，這從前面討論的和下面詳細(xì)描述的內(nèi)容中可以明白。
圖1示意地表示了本發(fā)明較佳的浸漬工藝和裝置，它包括一卷軸和殼體裝置，而該裝置基本上是根據(jù)1985年11月26日授予康拉德等人的4,554,932號(hào)美國(guó)專利、1996年1月16日授予康拉德等人的5,483,977號(hào)美國(guó)專利、和1995年11月28日授予比爾德等人的5,469,872號(hào)美國(guó)專利而制造的，這里將參考使用其整個(gè)結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，這里將不重復(fù)’932、’977和’872號(hào)專利中的詳細(xì)描述。然而，為了某些細(xì)節(jié)可能必須參考’932、’977和’872號(hào)專利。
在上述’932、’977和’872號(hào)專利中詳細(xì)描述的卷軸和殼體裝置包括一容納卷軸組件的管狀殼體。卷軸包括一直徑較小的、在兩卷軸端之間延伸的、圓筒形的本體部分，而卷軸端具有大于卷軸本體、但小于殼體的直徑。卷軸安裝在殼體內(nèi)，以便在位于殼體外的承載位置、位于殼體內(nèi)的處理位置和也在殼體外的卸載位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在承載位置時(shí)，最好在卷軸的相對(duì)兩側(cè)處載有煙草。
圖1和圖2表示本發(fā)明的一較佳的裝置，它包括兩個(gè)批量煙草形成和處理系統(tǒng)，各系統(tǒng)包括一批量形成室，以及垂直的和水平的導(dǎo)管，它們互相配合，以便同步地形成和處理兩批煙草，并將它們裝在一卷軸上，然后用膨脹劑浸漬。下面將詳細(xì)地介紹批量煙草形成和處理系統(tǒng)中的一個(gè)，雖然可看到在圖1和2中提供了兩個(gè)基本相同的系統(tǒng)。
圖3描述了一較佳的批量煙草形成裝置。通過(guò)煙草進(jìn)口或輸送管11將任何形狀的煙草送入批量煙草形成室10，所述煙草可包括煙葉(包括煙筋和葉脈)，去梗煙葉(除去煙筋的葉子)，雪茄芯用煙葉，香煙去筋煙葉(供香煙制造用的切條或切絲)，上述的混合物，碎片煙和煙草碎屑等，當(dāng)然最好是去筋煙葉。在輸入批量形成室10前，最好利用本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員已知的任何一種裝置(未示)先處理一下該煙草，使其含水量增加到至少是其重量的約13％，較佳的是至少是其重量的約16％，更佳的是其重量的約20％以上。在按照本發(fā)明處理去筋煙葉時(shí)，可將已浸濕、以增大切絲的去筋煙葉直接用于本發(fā)明或進(jìn)行處理，以進(jìn)一步增加水份。然后，可利用任何通常的裝置將含水的煙草送入批量煙草形成室10，但在最佳的實(shí)施例里，是利用真空源12產(chǎn)生的壓力氣壓輸送通過(guò)煙草進(jìn)口11。
批量煙草形成室10包括一基本垂直的進(jìn)口壁13和一基本垂直的連接壁15，煙草進(jìn)口11通過(guò)進(jìn)口壁13與批量煙草形成室10連通，而連接壁15與垂直的進(jìn)口壁13水平隔開(kāi)。最好利用壓力輸送裝置將煙草輸入批量形成室10，并在真空源12的壓力下通過(guò)煙草進(jìn)口11進(jìn)入室10，由此提供足夠的、推動(dòng)煙草橫跨室10的力，從而使煙草向連接壁15聚集。
批量煙草形成室10還包括一室隔離件16和一可調(diào)整的濾網(wǎng)17，室隔離件16形成批量煙草形成室的底壁，而濾網(wǎng)17形成室的頂壁。雖然其透氣性允許已有的氣體通過(guò)，但濾網(wǎng)17所具有的足夠小的網(wǎng)眼可防止煙草通過(guò)，這樣，提供了一個(gè)防止煙草從批量形成室10離開(kāi)的頂部障礙。因此，通過(guò)進(jìn)口11的煙草將與連接壁15接觸，并在靠近濾網(wǎng)17下面的壁15上聚集。在最佳的實(shí)施例里，將濾網(wǎng)17作為該批煙草的頂部障礙，因?yàn)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將允許真空源12產(chǎn)生的壓力空氣通過(guò)真空源12離開(kāi)批量形成室，而煙草仍留在濾網(wǎng)17之下。然而，顯然也可使用其它的有小眼的或小孔的零件，使氣體得以離開(kāi)而讓煙草仍留在室10內(nèi)，從而提供一個(gè)頂部障礙。
濾網(wǎng)17在垂直位置上是可調(diào)整的，從而能移動(dòng)到不同的垂直位置，以便限定不同容積的批量煙草形成室10，進(jìn)而限定在其中形成的一批煙草。這在處理不同的煙草(例如去筋煙葉，煙葉，雪茄煙等)時(shí)特別有用，因?yàn)椴煌臒煵菘梢跃哂胁煌拿芏群桶b性能。相對(duì)于室10可調(diào)整的濾網(wǎng)17允許在煙草類型和所需的處理方法上的改變，從而能夠容易地適應(yīng)不同大小批量的煙草的形成。
濾網(wǎng)17的位置通過(guò)垂直位置調(diào)整器18可得到理想的調(diào)節(jié)，在最佳的實(shí)施例里，調(diào)整器18包括與一控制裝置有關(guān)的驅(qū)動(dòng)器，該控制裝置按照預(yù)先設(shè)置的一組指令啟動(dòng)該驅(qū)動(dòng)器。該組指令可根據(jù)要處理的煙草的密度、不同的處理方法等進(jìn)行預(yù)先設(shè)置。雖然在附圖里表示了一個(gè)自動(dòng)的位置調(diào)整器18，但本發(fā)明并不限于這種具體的結(jié)構(gòu)，其它的調(diào)整可調(diào)濾網(wǎng)17垂直高度的裝置、例如機(jī)械結(jié)構(gòu)的可調(diào)齒輪等顯然也可方便地用于本發(fā)明。
為了保證浸濕的煙草穩(wěn)定而大量地流動(dòng)通過(guò)利用壓縮空氣輸送的管道而進(jìn)入煙草進(jìn)口11，煙草進(jìn)入管道或輸送管11最好設(shè)有不同直徑的分開(kāi)的兩部分，即第一部分20和第二部分21。第一部分與在煙草進(jìn)口壁13處的煙草進(jìn)口11連接，而進(jìn)入管道11的第二部分21位于或靠近提供煙草的煙草供應(yīng)源。第二部分21的直徑大于第一部分20的直徑，從而在其中提供一個(gè)略微增加的真空度，從而保證利用輸送管11中的第二部分21可吸起煙草并輸送給煙草進(jìn)口11。在較佳的實(shí)施例里，較小的輸送管部分20可以具有4吋的直徑，而較大的輸送管部分21可以具有5吋的直徑，從而可以提供每5秒提供3磅煙草的流動(dòng)率。一般，這種進(jìn)入管道結(jié)構(gòu)可降低輸送煙草所需的力，但可獲得相當(dāng)高的輸送率，而且還能使用來(lái)輸送煙草的壓力降、即壓力差減至最低程度。同時(shí)，它能降低對(duì)被輸送的煙草的壓縮，從而改善批量煙草的稠密度。另一方面，如果以相對(duì)低的速率、但相對(duì)高的壓力降輸送煙草，輸送氣體的力可能壓縮煙草，從而使批量煙草形成較高的稠密度，影響穩(wěn)定量的批量煙草的形成。
圖1和3中的批量煙草系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)是通過(guò)在真空源12提供的壓力下，借助通過(guò)進(jìn)口壁13的煙草進(jìn)口11將煙草送入形成室10開(kāi)始的。進(jìn)入室10的煙草在垂直方向上受可調(diào)濾網(wǎng)17的約束，而在水平方向上受連接壁15的約束。在真空源12形成的壓力作用下，以橫向?qū)χB接壁15的流動(dòng)方向輸入煙草，從而使它水平地聚集在批量煙草形成室10里。當(dāng)預(yù)定數(shù)量的煙草進(jìn)入批量煙草形成室10時(shí)可被位置傳感器22探測(cè)到。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例里，利用傳感器22來(lái)探測(cè)對(duì)著連接壁15水平聚集的煙草是否已到達(dá)距連接壁預(yù)定的距離。由于室10的側(cè)壁、頂壁和底壁是固定的，因此預(yù)定的距離限定了批量煙草的體積。雖然可使用任何通常的位置傳感器22，但在一個(gè)較佳的實(shí)施例里，使用一個(gè)或幾個(gè)光學(xué)傳感器，例如一種光源和光電管探測(cè)器，以便與室10上的相對(duì)側(cè)面、或上方和下方在預(yù)定距離處光學(xué)對(duì)齊。在另一個(gè)較佳的實(shí)施例里，可在沿室10的壁、和/或底部或頂部的預(yù)定位置處設(shè)一個(gè)諸如電容傳感器之類的距離探測(cè)器，以探測(cè)對(duì)著連接壁15的煙草的預(yù)定水平聚集量。
作為一種替換，除了位置傳感器22以外，也可使用壓力傳感器23，以探測(cè)在形成室10里聚集的預(yù)定量的煙草。傳感器23較佳的是一種壓力探測(cè)器，它探測(cè)在可調(diào)濾網(wǎng)17之上位置和可調(diào)濾網(wǎng)17之下位置之間的預(yù)定的壓力差異。由于煙草對(duì)著連接壁15聚集，增加了濾網(wǎng)17被覆蓋的部分。這樣，當(dāng)更多的煙草聚集在室10里時(shí)，濾網(wǎng)17兩側(cè)的壓力差就增加。因此，當(dāng)室10里聚集起預(yù)定數(shù)量的煙草時(shí)，奪力差就達(dá)到預(yù)定設(shè)置量。
當(dāng)傳感器22和/或23中的一個(gè)或兩個(gè)同時(shí)探測(cè)到形成室10里已形成有預(yù)定量的批量煙草時(shí)，安裝在真空管道12A里的氣閥24被關(guān)閉，從而停止向室10輸送煙草。然后，在向室10充填過(guò)程中一直處于關(guān)閉位置的室隔離件16轉(zhuǎn)動(dòng)到一打開(kāi)位置，從而在室10的底壁處形成一個(gè)孔，讓批量煙草離開(kāi)室10。室隔離件16較佳的是一平板件25，它能繞樞軸26樞轉(zhuǎn)，當(dāng)然也可使用不同的結(jié)構(gòu)。
較佳的是，由一致動(dòng)器27(圖2)操縱室隔離件16，該致動(dòng)器與一控制器28連接，而控制器28依次與傳感器22和/或23連接，并與供氣閥24用的致動(dòng)器連接。作為替換，室隔離件16和閥24也可用手工操縱，以響應(yīng)傳感器22和/或23發(fā)出的信號(hào)。最好參看圖3，致動(dòng)器27使室隔離件16從成為形成室10底部的關(guān)閉位置(從圖4中的剖視圖所示)移動(dòng)到打開(kāi)位置(如圖1所示)。在較佳的實(shí)施例里，致動(dòng)器27借助控制器28與傳感器22和/或23連接，控制器28可以是一系列氣動(dòng)或電動(dòng)開(kāi)關(guān)，也可以是微處理器，它們?cè)O(shè)有一組預(yù)設(shè)的指令，以便使隔離件致動(dòng)器27和閥24運(yùn)轉(zhuǎn)。
位于形成室下面的是垂直取向的導(dǎo)管30，它包括一個(gè)界于隔離件16和導(dǎo)管密封件32(圖2)之間的可分區(qū)域31。導(dǎo)管30還包括一與其底端相連的導(dǎo)管隔離件33。導(dǎo)管密封件32的形狀可基本上類似于室隔離件16，并且較佳的是一平板件，它可繞樞軸36在一關(guān)閉位置和一打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，在關(guān)閉位置，導(dǎo)管通常被密封，雖然一般不是氣密的，而在打開(kāi)位置，導(dǎo)管被打開(kāi)。導(dǎo)管隔離件33可向上轉(zhuǎn)動(dòng)以提供一個(gè)開(kāi)口或讓煙草從垂直導(dǎo)管31的下端離開(kāi)，也可向下轉(zhuǎn)動(dòng)以關(guān)閉導(dǎo)管下端。如下面所述，導(dǎo)管隔離件33最好還能壓縮煙草使其離開(kāi)垂直導(dǎo)管30。參看圖1和4，導(dǎo)管隔離件33包括可繞樞軸39轉(zhuǎn)動(dòng)的平板面38。導(dǎo)管密封件32和導(dǎo)管隔離件33最好分別由致動(dòng)器40和41驅(qū)動(dòng)。
導(dǎo)管密封件32和導(dǎo)管隔離件33可方便地互相配合運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)導(dǎo)管密封件32處于關(guān)閉位置時(shí)，接受來(lái)自形成室10的批量煙草，并暫時(shí)地支承位于垂直導(dǎo)管30里的批量煙草。由于批量煙草通過(guò)室隔離件16離開(kāi)形成室時(shí)，以及在此后的一小段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)管密封件32和導(dǎo)管隔離件33仍留在它們的關(guān)閉位置上，由此形成了阻止任何膨脹劑向上進(jìn)入形成室10的雙重結(jié)構(gòu)障礙。接著，當(dāng)室隔離件16回到其關(guān)閉位置時(shí)，導(dǎo)管隔離件33移動(dòng)到打開(kāi)位置，然后導(dǎo)管密封件移動(dòng)到其打開(kāi)位置，讓由其支承的批量煙草進(jìn)入垂直取向的導(dǎo)管30。然后，批量煙草下落經(jīng)過(guò)現(xiàn)已打開(kāi)的導(dǎo)管隔離件33，并離開(kāi)垂直取向的導(dǎo)管30。
一種惰性氣體、例如氮?dú)馔ㄟ^(guò)孔42放出，從而復(fù)蓋著在形成室隔離件16和導(dǎo)管密封件32(當(dāng)它們都關(guān)閉時(shí))之間的垂直導(dǎo)管30的密封部分。氮?dú)鈴?fù)蓋著可分區(qū)域，并且因?yàn)樗窃谡龎合聦?dǎo)入的且是一種比丙烷輕的氣體，因此它在垂直導(dǎo)管30的可分區(qū)域內(nèi)形成一氣體障礙層，以阻擋任何可能進(jìn)入垂直取向的導(dǎo)管30底部的煙草膨脹劑(例如丙烷)，從而將膨脹劑向上通過(guò)垂直導(dǎo)管進(jìn)入形成室10的可能性減至最低程度。
控制器28使室隔離件16、導(dǎo)管密封件32和導(dǎo)管隔離件33協(xié)調(diào)工作，以便將煙草輸送通過(guò)導(dǎo)管30，同時(shí)關(guān)閉可分區(qū)域，從而保證丙烷或其它膨脹劑不會(huì)通過(guò)垂直取向的導(dǎo)管30進(jìn)入形成室10(至少?zèng)]有顯著的稀釋和被惰性氣體復(fù)蓋)，和/或進(jìn)入真空源12，同時(shí)將批量煙草輸送通過(guò)導(dǎo)管30。這是通過(guò)三個(gè)部件16、32和33的協(xié)同工作而實(shí)現(xiàn)的。
參看圖4，當(dāng)預(yù)定量(即體積或重量)的批量煙草43已對(duì)著批量煙草形成室10的連接壁15聚集時(shí)，傳感器22和/或23提供一個(gè)適當(dāng)?shù)男盘?hào)給控制器28(圖2)，然后通過(guò)關(guān)閉閥24停止將煙草輸入室10。最好控制器28也能確定導(dǎo)管密封件32在關(guān)閉位置上，然后開(kāi)始室隔離件致動(dòng)器27的打開(kāi)運(yùn)轉(zhuǎn)，使室隔離件16繞樞軸26向下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使批量煙草落入垂直取向的導(dǎo)管30。
然后，批量煙草43落到關(guān)閉著的導(dǎo)管密封件32上?？刂破?8啟動(dòng)室隔離件致動(dòng)器27的關(guān)閉運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使室隔離件16返回到其關(guān)閉位置，由此密封在形成室隔離件16和導(dǎo)管密封件32之間的可分區(qū)域。一旦室隔離件返回到其關(guān)閉位置，控制器28使氣閥24打開(kāi)，然后開(kāi)始利用壓力將煙草送入室10。
在新的批量煙草在室10內(nèi)形成和室隔離件16仍處于關(guān)閉位置的同時(shí)，控制器28發(fā)出一個(gè)打開(kāi)信號(hào)給導(dǎo)管密封件32的致動(dòng)器40(圖3)，使導(dǎo)管密封件32繞樞軸36向下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而允許批量煙草落下并離開(kāi)可分區(qū)域31。在導(dǎo)管密封件32打開(kāi)前，控制器28發(fā)出一個(gè)打開(kāi)信號(hào)給供導(dǎo)管隔離件33用的致動(dòng)器41，使導(dǎo)管隔離件33繞樞軸39向上樞轉(zhuǎn)，從而在導(dǎo)管30的底部形成一個(gè)出口45。然后，導(dǎo)管密封件32和導(dǎo)管隔離件33回到它們的關(guān)閉位置，接著，通過(guò)從形成室10釋放新的批量煙草開(kāi)始新的循環(huán)。
這種批量煙草形成和輸送程序的顯著優(yōu)點(diǎn)在于，這種特殊的混合方式不僅使煙草膨脹劑總位于垂直取向的導(dǎo)管下面，而且還改善了煙草的分布和批量煙草內(nèi)的密度均勻性。當(dāng)批量煙草下落通過(guò)垂直取向的導(dǎo)管30，并在重力作用下落在導(dǎo)管密封件32的平板面上時(shí)，在批量煙草內(nèi)形成的力使它大致均勻地散布在導(dǎo)管密封件32的表面上。接著，當(dāng)批量煙草落下通過(guò)垂直導(dǎo)管的出口45離開(kāi)可分區(qū)域31、然后落在水平導(dǎo)管47的底壁46上時(shí)，批量煙草內(nèi)的煙草分布得到進(jìn)一步的校正。
在上述實(shí)施例里，在使用單一控制器的情況下，描述了形成和輸送批量煙草的各種步驟和裝置的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，這些運(yùn)轉(zhuǎn)包括壓力輸送器、室隔離件、導(dǎo)管密封件和導(dǎo)管隔離件的運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，很顯然，本發(fā)明也可使用不同的和許多其它的控制器。例如，協(xié)調(diào)處理步驟和裝置的控制器可以是許多單個(gè)控制器，可與上游或下游的運(yùn)轉(zhuǎn)或情況相協(xié)調(diào)，如果愿意的話還可使用機(jī)械控制。
位于垂直取向的導(dǎo)管30下面的是水平導(dǎo)管47的批量煙草接受區(qū)44。導(dǎo)管47基本上由側(cè)壁48、底壁46和頂壁49所限定。承載件50有一中凹的半柱面(圖4)，它位于水平導(dǎo)管47內(nèi)，能在其內(nèi)水平軸向移動(dòng)，以便沿水平導(dǎo)管的底壁46移動(dòng)在接受區(qū)44內(nèi)的批量煙草。承載件50通過(guò)桿51與一往復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置、諸如液壓活塞52或類似裝置可運(yùn)轉(zhuǎn)地連接，從而能沿著在完全退回和完全延伸位置之間的路徑上循環(huán)運(yùn)動(dòng)。在其完全退回位置，承載件50位于批量煙草接受區(qū)44的上游。在其完全延伸位置，承載件50位于靠近煙草浸漬裝置的卷軸53的地方，以便將批量煙草加裝到卷軸53上。
使垂直導(dǎo)管30和水平導(dǎo)管47連通的出口45橫跨水平導(dǎo)管47的整個(gè)寬度，這樣，進(jìn)入接受區(qū)44的批量煙草基本上均勻地分布在它的整個(gè)寬度上。在批量煙草輸入接受區(qū)44后，導(dǎo)管隔離件33樞轉(zhuǎn)到關(guān)閉位置。如果批量煙草的高度超過(guò)水平導(dǎo)管47的高度，導(dǎo)管隔離件33將在其移動(dòng)到關(guān)閉位置時(shí)將批量煙草壓入水平導(dǎo)管47內(nèi)的空間里。
由許多互相平行的、間隔很小的叉55形成的、可透氣的障礙物54可退回地位于在接受區(qū)44和卷軸53之間的水平導(dǎo)管47內(nèi)。叉55插入許多小孔56(最好參見(jiàn)圖6)內(nèi)，并延伸通過(guò)水平導(dǎo)管47的頂壁49，它們被安裝成可在一退回位置和一阻擋位置57之間來(lái)回移動(dòng)，退回位置在導(dǎo)管的外側(cè)，而阻擋位置在導(dǎo)管47內(nèi)并橫跨導(dǎo)管47。當(dāng)在阻擋位置時(shí)，透氣障礙物54防止批量煙草沿水平導(dǎo)管47向前移動(dòng)。此外，透氣障礙物54還可成為一壓縮表面，它與承載件50配合，給在承載件50作用下沿水平管47移動(dòng)的批量煙草提供預(yù)壓。在本發(fā)明較佳實(shí)施例里形成透氣障礙物54的間隔很小的叉55給批量煙草提供一個(gè)障礙，然而允許由移動(dòng)的承載體50產(chǎn)生的空氣壓力離開(kāi)水平導(dǎo)管47。
如圖6所示，一煙草加熱區(qū)63位于水平導(dǎo)管47內(nèi)，位于透氣障礙物54的上游和并靠近透氣障礙物54。許多蒸汽噴射孔68穿過(guò)在加熱區(qū)63內(nèi)的水平導(dǎo)管47的頂壁49。這些孔允許用箭頭70表示的蒸汽噴入加熱區(qū)內(nèi)，以便迅速地加熱和濕潤(rùn)在加熱區(qū)63內(nèi)的并在承載件50和叉55之間較佳地維持著壓縮狀態(tài)的批量煙草43。各蒸汽孔68借助包含縱向通道72的冷凝水阻擋塞71與安裝在煙草加熱區(qū)上方的蒸汽管69連通。如圖6所示，冷凝水阻擋塞71和它的縱向通道72向上延伸至蒸汽管69下表面73的上方，從而允許蒸汽通過(guò)冷凝水阻擋塞71而同時(shí)防止在蒸汽管69下表面上的任何液體冷凝物進(jìn)入加熱區(qū)63。蒸汽管69的壁最好也制成可防止冷凝水經(jīng)過(guò)蒸汽孔。如圖6所示，蒸汽管以圓拱形狀在加熱區(qū)上方延伸，這樣，任何在蒸汽管壁上形成的冷凝水將沿著圓拱形壁向下流動(dòng)，而不會(huì)滴落在冷凝水阻擋塞里的、敞口的通道里。
利用蒸汽加熱在加熱區(qū)63里的批量煙草顯得特別有利，因?yàn)橹恍鑾酌牖蚋痰臅r(shí)間就能有效地將熱量傳遞給批量煙草。這在批量煙草以一種被壓縮的形態(tài)停留在一個(gè)相當(dāng)小的區(qū)域內(nèi)的情形下尤其如此。與此同時(shí)，利用蒸汽也能增加煙草的含水量，一般含水量可增加到重量的約2％到4％之上。噴出的蒸汽的溫度足以將煙草加熱到環(huán)境溫度之上，較佳的是約150°F之上，更佳的是約175°F之上，例如到150°F至約200°F的溫度。
因?yàn)楸景l(fā)明使用的較佳的膨脹工藝能方便地膨脹不同的和各種密度的、和不同批量的煙草，因此改變加熱區(qū)的大小、和/或施加在加熱區(qū)內(nèi)的單位體積(根據(jù)加熱區(qū)體積)上的熱量的速度可能是有益的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例里，這是能夠?qū)崿F(xiàn)的，它使用許多以網(wǎng)格形式分布的蒸汽噴射孔68，這些噴射孔可有選擇地被一阻塞物、例如圖5所示的阻擋塞74所覆蓋。使用阻擋塞74可防止蒸汽進(jìn)入預(yù)先選定的孔。這樣可讓較少量的蒸汽和/或熱量提供給較低密度的或較少量的批量煙草。圖5表示在加熱區(qū)63頂壁上的、較合理的蒸汽噴射孔結(jié)構(gòu)的俯視圖。如圖5所示，若干蒸汽噴射孔內(nèi)設(shè)有阻擋塞74，而其它孔內(nèi)設(shè)有冷凝水阻擋塞71。雖然網(wǎng)格狀的孔結(jié)構(gòu)如圖5所示，而各阻擋塞74也已示出，但很顯然，也可使用其它許多不同形狀的噴射孔和各種布置，以便有選擇地阻塞或相互分開(kāi)地從有選擇的各孔或孔的組合輸入蒸汽。
蒸汽孔68可以有各種直徑，但較佳的是取一預(yù)定尺寸，以便控制進(jìn)入的蒸汽的速度和量。在較佳的實(shí)施例里，使用在較低壓力(例如15磅/吋2)下的濕式蒸汽，而噴射孔被制成可以足夠的速度噴射出濕式蒸汽，以便迅速地將煙草溫度增加到如上面所述的約125°F到約200°F之間。在某些情況下，當(dāng)不需要最大程度的煙草膨脹時(shí)，可不必對(duì)批量煙草進(jìn)行額外的濕潤(rùn)和/或加熱。在這種情況下，可免去汽蒸步驟。
如圖1所示，水平導(dǎo)管較佳的是由加熱元件82加熱，以防止在批量煙草中間或周圍形成冷凝水。為了穩(wěn)定地獲得所需的高質(zhì)量的煙草膨脹，加入煙草的水份最好以相當(dāng)均勻的方式分配給煙草。然而，通常認(rèn)為液態(tài)冷凝物被吸收和集聚在煙草的小面積里，因此，較好地避免了煙草暴露于液態(tài)冷凝物的情況。
水平導(dǎo)管47最好具有基本上是矩形的橫截面，并用諸如硬鋁之類的材料制成，該種材料可承受與承載件50快速水平運(yùn)動(dòng)有關(guān)的磨損。水平導(dǎo)管47的側(cè)壁48上設(shè)有用一種材料做的受力表面84，這種材料形成的表面可使承載件50容易地在其上移動(dòng)，而不會(huì)磨損較為昂貴的和發(fā)生摩擦的水平導(dǎo)管的表面。在較佳的實(shí)施例里，表面84由硬塑料形成，它在水平導(dǎo)管內(nèi)壁和承載件外表面之間提供潤(rùn)滑作用，從而防止承載件的扭曲和卡住。用來(lái)形成受力表面84的典型的材料是可從ICI美國(guó)股份有限公司和RTP公司買到的聚醚醚酮(PEEK)。
操作時(shí)，當(dāng)導(dǎo)管隔離件33關(guān)閉后，承載件50向卷軸53的方向移動(dòng)，并軸向沿著水平導(dǎo)管47移動(dòng)批量煙草。在承載件50開(kāi)始移動(dòng)之前或期間，叉55移動(dòng)進(jìn)入在導(dǎo)管47內(nèi)的阻擋位置57。當(dāng)承載件50到達(dá)預(yù)定的預(yù)壓位置—即在加熱區(qū)內(nèi)或附近、與叉55縱向隔開(kāi)的上游位置時(shí)，使承載件50暫停移動(dòng)。對(duì)于不同的批量煙草可以有不同的預(yù)壓位置，這取決于批量煙草的體積，密度和結(jié)構(gòu)成分。預(yù)壓位置最好盡量靠近叉55，這樣，批量煙草將占據(jù)在承載件和叉之間的全部容積。批量煙草最好能對(duì)著叉55被壓縮至少是體積的(例如)10-50％這樣一個(gè)較小的量。由于使批量煙草抵在叉55上，蒸汽70噴入批量煙草43一段時(shí)間，該段時(shí)間應(yīng)能足以加熱批量煙草。
然后，從水平導(dǎo)管里退出叉55，承載件50再一次沿導(dǎo)管軸向移動(dòng)，直至其到達(dá)靠近卷軸組件53處的其終點(diǎn)位置。半柱面的承載件50在其終點(diǎn)位置處與環(huán)繞著卷軸53的連接桿的殼體配合而成為殼體的一部分，從而使被壓縮的批量煙草在其向浸漬位置移動(dòng)過(guò)程中保持在卷軸的連接桿上。這樣，如圖6所示，卷軸在承載位置處承載加熱的和浸潤(rùn)的煙草。
承載件的移動(dòng)、叉的進(jìn)入和退出、以及蒸汽輸入管道最好由一控制裝置協(xié)調(diào)和控制，該控制裝置含有預(yù)先設(shè)定的一組指令，以便實(shí)現(xiàn)如上所述的加工處理。但顯然，如前面所討論的，本發(fā)明也能使用不同的和其它各種控制器。
已結(jié)合較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了相當(dāng)詳細(xì)的描述。然而，如前面的說(shuō)明書所述的和附后的權(quán)利要求書所限定的，在不超出本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的情況下還可作出許多改變，變型和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種煙草處理系統(tǒng)使用的批量煙草形成裝置，包括一批量煙草形成室，其部分由一垂直的進(jìn)口壁和一垂直的、隔開(kāi)的連接壁所限定；一進(jìn)口，位于進(jìn)口壁上，利用壓縮空氣將煙草輸入所述室，它被安裝成可沿橫向?qū)χ鲞B接壁的方向輸送所述煙草；一輸送管，以足以使所述煙草對(duì)著連接壁聚集的流動(dòng)速度將煙草提供給所述進(jìn)口；一可調(diào)濾網(wǎng)，安裝在所述室內(nèi)，給利用壓縮空氣輸送通過(guò)所述進(jìn)口的煙草提供一個(gè)上部障礙，所述可調(diào)濾網(wǎng)可在至少兩個(gè)垂直位置之間移動(dòng)，以改變批量煙草形成室的容積；以及一傳感器，可運(yùn)轉(zhuǎn)地與所述室連接，以確定預(yù)定量的煙草何時(shí)水平對(duì)著所述連接壁聚集完畢。
2.如權(quán)利要求1所述的批量煙草形成裝置，其特征在于，所述傳感器是一光學(xué)探測(cè)器。
3.如權(quán)利要求1所述的批量煙草形成裝置，其特征在于，安裝所述探測(cè)器以確定在所述濾網(wǎng)上面和下面之間的壓力差。
4.如權(quán)利要求1所述的批量煙草形成裝置，其特征在于，所述傳感器是一距離傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的批量煙草形成裝置，其特征在于，所述傳感器是一電容傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的批量煙草形成裝置，其特征在于，所述輸送管是一氣壓輸送管。
7.如權(quán)利要求1所述的批量煙草形成裝置，其特征在于，還包括一與所述濾網(wǎng)有關(guān)的位置調(diào)整器以改變所述濾網(wǎng)的垂直位置。
8.如權(quán)利要求7所述的批量煙草形成裝置，其特征在于，還包括一與所述位置調(diào)整器有關(guān)的控制裝置，以便按照預(yù)先設(shè)置的指令驅(qū)動(dòng)所述調(diào)整器。
9.如權(quán)利要求1所述的批量煙草形成裝置，其特征在于，所述進(jìn)入管道包括一與所述進(jìn)口連接的第一部分和一靠近所述煙草供應(yīng)源安裝的第二部分，其中，所述第二部分的直徑大于所述第一部分的直徑。
10.如權(quán)利要求1所述的批量煙草形成裝置，其特征在于，所述室還由一室隔離件限定，該隔離件被安裝成可在一第一位置和在一第二位置之間移動(dòng)，在第一位置時(shí)，該隔離件形成所述室底部的至少一部分，在第二位置時(shí)，形成可讓煙草離開(kāi)所述室的出口。
11.如權(quán)利要求10所述的批量煙草形成裝置，其特征在于，所述隔離件在其關(guān)閉位置時(shí)形成氣密封。
12.如權(quán)利要求10所述的批量煙草形成裝置，其特征在于，還包括一在所述第一和第二位置之間移動(dòng)所述室隔離件的致動(dòng)器。
13.如權(quán)利要求1所述的批量煙草形成裝置，其特征在于，還包括一可運(yùn)轉(zhuǎn)地與所述傳感器和所述隔離件致動(dòng)器連接的控制裝置，且所述控制器包括一組按照來(lái)自所述傳感器的信息操縱所述隔離件致動(dòng)器的指令。
14.一種批量處理的煙草膨脹裝置，包括一批量煙草形成室；一水平延伸的導(dǎo)管，它由側(cè)壁、頂壁和底壁限定，所述導(dǎo)管具有可操縱地與所述批量煙草形成室連通的第一部分，以便定時(shí)接受來(lái)自所述室的各批煙草；一透氣障礙物，可操縱地與所述導(dǎo)管連接，并被安裝成可在一退回位置和一阻擋位置之間移動(dòng)，退回位置位于所述導(dǎo)管外側(cè)，阻擋位置位于所述導(dǎo)管內(nèi)并在所述導(dǎo)管的所述第一部分和所述導(dǎo)管的第二端之間橫跨所述導(dǎo)管；一承載件，被安裝成可沿在所述水平導(dǎo)管內(nèi)的、軸向相鄰的第一和第二路徑、向?qū)Ч艿牡诙艘苿?dòng)所述各批量煙草；所述第一路徑在所述導(dǎo)管的所述第一部分和與所述阻擋位置縱向隔開(kāi)的一預(yù)定的預(yù)壓位置之間延伸，在所述預(yù)壓位置和所述阻擋位置之間的空間由一預(yù)壓區(qū)限定；所述第二路徑從所述預(yù)壓位置延伸至靠近所述導(dǎo)管第二端的一位置；以及至少一個(gè)在所述預(yù)壓區(qū)內(nèi)通過(guò)導(dǎo)管壁的孔，并與一蒸汽源連通以加熱在所述預(yù)壓區(qū)里的煙草。
15.如權(quán)利要求14所述的批量煙草膨脹裝置，其特征在于，還包括一垂直取向的導(dǎo)管，它分別與所述水平導(dǎo)管的第一部分和所述批量煙草形成室連通；所述垂直取向的導(dǎo)管包括一可分區(qū)域，該可分區(qū)域由至少兩個(gè)隔離件限定，各隔離件被安裝成可在一打開(kāi)位置和一關(guān)閉位置之間移動(dòng)；以及一惰性氣體供應(yīng)源，它在所述隔離件之間的位置處將一種惰性氣體噴入所述垂直取向的導(dǎo)管；所述隔離件和所述惰性氣體供應(yīng)源互相配合，在所述隔離件均處于其關(guān)閉位置時(shí)在所述垂直取向的可分區(qū)域內(nèi)提供一氣體障礙。
16.如權(quán)利要求14所述的煙草膨脹裝置，其特征在于，所述透氣障礙物可操作地與一致動(dòng)器連接，從而能使所述障礙物從所述阻擋位置退回。
17.如權(quán)利要求16所述的煙草膨脹裝置，其特征在于，還包括一與所述透氣障礙物上的致勸器連接的控制器，它包括一組預(yù)先設(shè)置的、以使所述障礙物從所述阻擋位置退回的指令。
18.如權(quán)利要求14所述的煙草膨脹裝置，其特征在于，還包括一與所述預(yù)壓區(qū)的所述側(cè)壁連接以加熱所述側(cè)壁的加熱器。
19.如權(quán)利要求14所述的煙草膨脹裝置，其特征在于，所述加熱器能使所述側(cè)壁的溫度維持在200°F以上。
20.一種批量處理的煙草膨脹裝置，包括一批量煙草形成室，它部分地由一垂直進(jìn)口壁和一垂直的、水平隔開(kāi)的連接壁限定；一進(jìn)口，它位于進(jìn)口壁上以提供煙草給所述室，并被安裝成可以橫向?qū)χ鲞B接壁的方向輸送所述煙草；一輸送管，以足以使所述煙草對(duì)著連接壁聚集的流動(dòng)速度將煙草提供給所述進(jìn)口；一垂直取向的導(dǎo)管，位于所述批量煙草形成室下面；一水平延伸的預(yù)壓區(qū)，位于所述垂直取向?qū)Ч芟旅娴奈恢蒙?，以接受?lái)自所述導(dǎo)管的煙草；一加熱區(qū)，與所述預(yù)壓區(qū)有關(guān)，由所述側(cè)壁、頂壁和底壁限定；一承載件，位于所述預(yù)壓區(qū)內(nèi)，以橫向移動(dòng)所述煙草到所述預(yù)壓區(qū)和所述加熱區(qū)；以及蒸汽孔，設(shè)置在所述加熱區(qū)的所述側(cè)壁上，以便用蒸汽浸潤(rùn)所述煙草。
21.如權(quán)利要求20所述的煙草膨脹裝置，其特征在于，所述蒸汽孔具有預(yù)定的大小和數(shù)量，以控制蒸汽的量和速度。
22.如權(quán)利要求21所述的煙草膨脹裝置，其特征在于，蒸汽的速度和量足以將批量煙草的溫度提高到和維持在至少200°F。
23.如權(quán)利要求20所述的煙草膨脹裝置，其特征在于，一管子在所述蒸汽室上方延伸并包圍著在所述加熱區(qū)頂壁上的所述蒸汽孔。
24.如權(quán)利要求20所述的煙草膨脹裝置，其特征在于，還包括至少一個(gè)可有選擇地關(guān)閉的蒸汽孔。
25.如權(quán)利要求20所述的煙草膨脹裝置，其特征在于，還包括至少一個(gè)冷凝水阻擋塞，它被制成可插入所述蒸汽孔，并包括一個(gè)允許蒸汽進(jìn)入所述加熱區(qū)的開(kāi)口。
26.一種煙草膨脹工藝，包括以下步驟從含水量在重量12％以上的煙草中形成預(yù)定量的批量煙草；將所述批量的含水煙草置于緊靠一浸漬區(qū)的地方；使所述批量的含水煙草與蒸汽接觸，以顯著地增加批量煙草的溫度；將所述汽蒸過(guò)的批量煙草裝入所述浸漬區(qū)；以及用膨脹劑浸漬所述批量煙草。
27.如權(quán)利要求26所述的工藝，其特征在于，還包括以下步驟利用壓縮空氣將煙草提供給包括至少一個(gè)端壁和一個(gè)室隔離件的批量煙草形成室；在所述室內(nèi)形成從所述端壁水平延伸的連續(xù)的煙草層；探測(cè)所述煙草層何時(shí)從所述端壁延伸至一預(yù)定的水平距離；以及打開(kāi)室隔離件并讓煙草離開(kāi)所述室。
28.如權(quán)利要求27所述的工藝，其特征在于，還包括以下步驟使煙草離開(kāi)所述室進(jìn)入一在所述室下面的垂直取向的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管包括一由所述室隔離件和一導(dǎo)管密封件限定的可分區(qū)域；使所述導(dǎo)管密封件處于關(guān)閉位置，同時(shí)打開(kāi)所述室隔離件；使釋放的煙草停留在導(dǎo)管密封件的表面上；關(guān)閉所述室隔離件；以及打開(kāi)所述導(dǎo)管密封件以釋放批量煙草。
29.如權(quán)利要求28所述的工藝，其特征在于，還包括對(duì)所述被釋放煙草進(jìn)行預(yù)壓的步驟。
30.如權(quán)利要求29所述的工藝，其特征在于，還包括以下步驟提供一可移動(dòng)的承載件；向所述批量煙草移動(dòng)所述承載件；以及將所述煙草推抵在一相鄰表面上以對(duì)批量煙草提供預(yù)壓。
31.如權(quán)利要求30所述的工藝，其特征在于，移去所述相鄰表面，以允許所述承載件進(jìn)一步推動(dòng)所述批量煙草。
32.如權(quán)利要求29所述的工藝，其特征在于，還包括對(duì)所述批量煙草進(jìn)行汽蒸的步驟。
33.如權(quán)利要求32所述的工藝，其特征在于，還包括以下步驟提供一包括側(cè)壁和一頂壁的加熱區(qū)；以及將所述壁加熱至預(yù)定溫度。
34.如權(quán)利要求32所述的工藝，其特征在于，還包括以下步驟將所述汽蒸過(guò)的煙草裝在一可往復(fù)移動(dòng)的卷軸上；以及使所述煙草與膨脹劑接觸。
全文摘要
提供一種煙草膨脹工藝和裝置，利用一種雙導(dǎo)管裝置，將同時(shí)形成的兩批量煙草裝在浸漬卷軸的相對(duì)側(cè)面上。批量煙草在批量煙草形成室里形成，該形成室包括一可垂直調(diào)整的濾網(wǎng)。批量煙草通過(guò)氣體可分區(qū)域進(jìn)入一預(yù)壓和加熱區(qū)。可分區(qū)域由順序運(yùn)轉(zhuǎn)的部件限定，其中至少有兩部件形成障礙物以阻止膨脹劑從浸漬區(qū)域漏掉。在預(yù)壓區(qū)里，批量煙草對(duì)著可透氣的障礙物被預(yù)壓，汽蒸，然后裝在卷軸組件上，以便用膨脹劑浸漬。
文檔編號(hào)A24C5/39GK1140034SQ96110809
公開(kāi)日1997年1月15日 申請(qǐng)日期1996年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月10日
發(fā)明者霍伊特·S·比爾德, 丹尼斯·?？怂? 羅伯特·C·約翰遜, 詹姆斯·E·洛維特, 小富蘭克林·A·斯頓普 申請(qǐng)人:R·J·雷諾茲煙草公司