Спосіб виготовлення обробленого домішкою фільтрувального джгута і пристрій для його здійснення

Винахід стосується способу виготовлення обробленого домішкою фільтрувального джгута із ацетату целюлози, в який дискретно вводять домішку у формі порцій, а також пристрою для здійснення способу. Такий пристрій уже відомий із опису європейського патенту ЕР 0128031 В1. В ньому джгут із ацетату целюлози через сопло розширювача, витяжні валики і напрямні валики підводиться до впускного сопла впускної камери, яка вводить джгут із ацетату целюлози в формувальну оболонку джгута. Для полегшення напрямлення джгута із ацетату целюлози між впускним соплом і впускною камерою розміщена впускна горловина. В одній формі виконання сопло для додавання домішки до джгута із ацетату целюлози введене у вп ускне сопло (Фіг.1 і 4), а у другій формі виконання сопло для додавання домішки введене у впускну горловину (Фіг.6). Недолік відомих пристроїв полягає в тому, що жоден із них не призначений для виготовлення дискретного багатокомпонентного штранга. В US 3,847,064 описаний пристрій, в якому тверду речовину дискретно підводять до фільтрувального джгута, причому рухома оправка функціонує як сопло для введення домішки. Недоліком цього способу є те, що він "відмовляє" при високих швидкостях. Із DE-C-2149434 відомий спосіб виготовлення багатокомпонентних фільтрів для тютюнового диму, згідно з яким термопластичний матеріал у спіненому стані екструдують і за допомогою екструдерної головки і екструдера відомим чином надають йому форми фільтрувального стрижня. В екструдат періодично вводять домішку, яка в місці введення проникає в спінений екструдат і таким чином утворюються в фільтр увальному стрижні поперемінно зони домішки і пінистого матеріалу. Задачею винаходу є розробка простого способу введення твердих домішок в фільтрувальний джгут навіть при високих швидкостях транспортування. Іншою задачею винаходу є розробка пристрою для дискретного введення твердих домішок у фільтрувальний джгут, причому домішка "впорскується" в серцевинну зону фільтра і причому межовий шар між матеріалами серцевини і оболонки має якомога меншу товщину. Стосовно способу поставлена задача вирішена тим, що у способі виготовлення обробленого домішкою фільтрувального джгута із ацетату целюлози, в який дискретно вводять домішку у формі порцій, згідно з винаходом попередньо утворені порції домішки за допомогою транспортного газу через трубопровід для домішки впорскують у фільтрувальний джгут. Стосовно пристрою задача вирішена тим, що згідно з винаходом сопло для домішки пропущене у напрямку руху фільтрувального джгута крізь впускне сопло і впускну горловину до впускної камери, де воно закінчується і, таким чином, через нього домішка може бути введена безпосередньо в фільтрувальний джгут. Швидкість транспортування фільтрувального джгута доцільно встановлювати в 1,2-2 рази, переважно у 1,5 рази більшою, ніж швидкість транспортування порцій домішки. Завдяки цьому досягається дуже рівномірне розподілення домішки при високих швидкостях транспортування. Як тверді домішки можуть бути використані як гранульовані, волокнисті чи площинні, так і капсулоподібні матеріали. Наприклад, можуть бути використані селективні сорбенти, такі як активоване вугілля, органічні кислоти, капсульовані ароматичні матеріали або здатні до біологічного розпаду матеріали, такі як ацетат целюлози чи целюлоза у формі волокон. Крім того, можуть бути використані також чисті або оброблені домішками площинні матеріали, такі як целюлоза ("паперові обрізки"). Нижче винахід докладніше пояснюється з використанням ілюстрацій. На них схематично зображено: Фіг.1. відповідний винаходові пристрій; Фіг.2. фрагмент відповідного винаходові пристрою згідно з Фіг.1; Фіг.3. др угий приклад виконання винаходу для введення домішки до фільтрувального джгута; Фіг.4а і 4b модифікації пристрою згідно з Фіг.3; Фіг.5. пристрій згідно з Фіг.3, оснащений вібраційним конвеєром; Фіг.6. інша форма виконання винаходу; Фіг.7. переріз А-А із Фіг.6. На Фіг.1 зображений виготовлений переважно із ацетату целюлози джгут 1, який протягують через різні технологічні позиції аж до формувальної камери 21, з якої він виходить у вигляді фільтрувального штранга 22. Джгут 1 витягується двома парами витягувальних валків 6, 7 і 8, 9 із тюка 24, для чого обидві пари валків мають приводи. Фільтрувальний джгут 1 пропускають крізь перше розширювальне сопло 2 і друге розширювальне сопло 3, які мають відому конструкцію і розширюють стиснутий джгут 1. Між першим розширювальним соплом 2 і другим розширювальним соплом 3 виконане відхилення напрямку протягування фільтрувального джгута 1 на кут близько 135° з використанням коліна 23. У напрямку транспортування фільтрувального джгута 1 після другого розширювального сопла 3 і перед першою парою витягувальних валків 6, 7 встановлена пара гальмівних валків 4, 5, призначених для стабілізації швидкості транспортування фільтрувального джгута 1. У напрямку транспортування фільтрувального джгута 1 після другої пари витягувальних валків 8, 9 встановлені наступні елементи в такій послідовності: спочатку третє розширювальне сопло 10, потім обприскувальна камера 11, пара відхилювальних валків 12, 13 і, нарешті, впускне сопло 14. Вихідний отвір впускного сопла 14 введений у впускну горловину 15, ви хідний отвір якої в свою чергу закінчується у впускній камері 16. Впускна камера 16 є частиною формувальної камери 21, в якій відбувається остаточне формування фільтрувального штранга 22. Під формувальною камерою 21 розміщений формувальний транспортер 17, призначений для переміщення фільтрувального штранга 22 із бажаною швидкістю. У впускному соплі 14 встановлене сопло 20 для домішки, яке краще видно на Фіг.2. Сопло 20 вводить у формувальну камеру 21 домішку із резервуара 18 за допомогою насоса 19 і трубопроводу 25 для домішки. На Фіг.2 схематично зображений переріз впускного сопла 14, впускної горловини 15 і впускної камери 16. При цьому видно, яким чином фільтрувальний джгут 1 пропускається через впускне сопло 14 і обробляється повітрям чи газом, в результаті чого відбувається розпушування ацетату целюлози. Розпушування ацетату целюлози відбувається в основному у впускній горловині 15 і продовжується у впускній камері 16. Згідно з винаходом, сопло 20 для домішки пропущене крізь впускне сопло 14 і впускну горловину 15 до впускної камери 16, в якій воно закінчується, завдяки чому домішка зі швидкістю V2 може бути введена в розпушений джгут із ацетату целюлози. Швидкість транспортування фільтрувального джгута 1 позначена V1 , причому доцільне відношення швидкостей фільтрувального джгута 1 і домішки становить V1/V2>1,5. Таким чином швидкість транспортування фільтрувального джгута 1 завжди більша, ніж швидкість домішки, завдяки чому досягається дуже рівномірне розподілення домішки в джгуті. Пристрій на Фіг.3 в основному відповідає пристрою, описаному з використанням Фіг.1, правда, в ньому тверда домішка підводиться не знизу за допомогою насоса, а зверху під дією сили тяжіння. На Фіг.3 відповідні конструктивні елементи мають такі ж позиційні позначення, що й на Фіг.1. На Фіг.3 також видно фільтрувальний джгут 1, пропущений через відхилювальні ралки 12, 13, крізь впускне сопло 14, впускну горловину 15 і впускну камеру 16. До впускної камери 16 примикає формувальна камера 21, під якою розміщений формувальний транспортер 17. В цій формі виконання для введення твердої домішки у фільтрувальний джгут 1 у впускній камері 16 передбачена певна кількість отворів 29, які служать для відведення назовні газу, використовуваного для транспортування твердої домішки. Як і у пристрої згідно з Фіг.1, сопло 20 для домішки простягається крізь впускне сопло 14, впускну горловину 15 і впускну камеру 16. Одначе підвідний кінець сопла 20 під'єднаний не до насоса, а трубопроводом 25 для домішки з'єднаний з бункером 30, в якому міститься тверда домішка 33, яка під дією сили тяжіння в поєднанні з дією транспортного газу подається в сопло 20 для домішки. Для цього в зображеній формі виконання в бункері 30 зверху встановлений газопровід 31, який біля місця з'єднання трубопроводу 25 для домішки і бункера 30 закінчується звуженою ділянкою 32, яка утворює капіляр. Під час роботи пристрою тверда домішка за допомогою транспортного газу у вигляді суміші газу з домішкою через трубопровід 25 і сопло 20 попадає всередину фільтрувального джгута 1, окремі волокна якого захоплюють тверді частинки домішки із потоку суміші газу і домішки, а транспортний газ крізь отвори 29 може виходити із впускної камери 16. Тверда домішка може бути волокнистою або містити частинки розміром від 10 до 400меш (стандарт США ASTM Е11-61), тобто діаметром від 40мкм до 2мм. Як і у формі виконання згідно з Фіг.1, вибирається швидкість V1 фільтрувального джгута 1 у впускній камері 16, у 1,2-2 рази більша, ніж швидкість V2 суміші газ у і домішки, що витікає із вузького трубопроводу. У формі виконання згідно з Фіг.4а газопровід 31 не підведений зверху в бункері 30, а своєю звуженою ділянкою 32 введений у коліно, що з'єднує тр убопровід 25 для домішки і сопло 20 для домішки. При такій конструкції потрібен коротший газопровід, ніж у прикладі згідно з Фіг.3. У формі виконання згідно з Фіг.4b до бункера 30 під'єднаний додатковий трубопровід, який відсмоктує із нього тверду домішку 33 і підводить її до трубопроводу 25 і, тим самим, до сопла 20 для домішки. На Фіг.5 представлена інша форма виконання, модифікована в частині бункера 30. В ній, як і у формі виконання згідно з Фіг.3, газопровід 31 підведений до бункера 30 зверху. Звужена ділянка 32 виконана вигнутою, щоб забезпечити підведення твердої домішки по центру бункера 30. У цій формі виконання тверда домішка подається за допомогою вібраційного транспортера 34 із бункера 35 через горизонтальний вібраційний трубопровід 36. При цьому завдяки вібраційному транспортеру 34 схильні до злипання частинки твердої домішки постійно струшуються і не злипаються на шляху транспортування до сопла 20 для домішки. На Фіг.6 представлена інша форма виконання винаходу, в якій, як і у формі виконання згідно з фігурами 1 і 3, фільтрувальний джгут 1 через пару відхилювальних валків 12, 13, крізь впускне сопло 14 і впускну горловину 15 подається у впускну камеру 16, з якої він досягає формувальної камери 21, яку полишає у вигляді фільтрувального штранга 22 з дискретно введеними в нього порціями 28 твердої домішки 33. В цій формі виконання аналогічні елементи також мають такі ж позиційні позначення. З фігури видно, що порції 28 твердої домішки 33 через трубопровід 25 для домішки дискретно вводяться у впускне сопло 14. Транспортний газ, який надходить разом із домішкою, відводиться через отвори 29. Для порціонування твердої домішки 33 можна, наприклад, подавати тверду домішку 33 із бункера 30 на двобічний зубчастий ремінь 26. Двобічний зубчастий ремінь 26 оббігає навколо першого зубчастого колеса 38 і другого зубчастого колеса 39, причому на внутрішній поверхні ременя виконані звичайні (привідні) зуби. Одне із зубчастих коліс 38 або 39 оснащене не зображеним приводом. На зовнішній поверхні двобічного зубчастого ременя 26 також виконані зуби, між якими є заглибини 40, в які попадає тверда домішка 33 і при обертанні зубчастих коліс 38, 39 переміщується від бункера 30 до трубопроводу 25 для домішки. Таким чином, впадини 40 між зовнішніми зубами двобічного зубчастого ременя 26 служать для утворення порцій 28 твердої домішки 33, розмір яких залежить від ширини ременя 26, і які транспортуються імпульсним газовим потоком із заглибини 40 у тр убопровід 25 для домішки, як показано на Фіг.7. Для цього двобічний зубчастий ремінь 26 в зоні бункера 30 по всій ширині охоплений кожухом 27, який утворює замкнену камеру або канал. Крім того, на першому зубчастому колесі 38 встановлений диск 37 з отворами 41, відстань між якими дорівнює відстані між заглибинами 40 між зубами; ці отвори 41 закривають і відкривають подачу стисненого газу до газопроводу 31, завдяки чому при переміщенні двобічного зубчастого ременя 26 стиснений газ завжди підводиться до заглибин 40 синхронно і наявні у впадинах 40 порції 28 твердої домішки 33 видуваються із заглибин 40 у трубопровід 25 для домішки. Отримані таким або іншим, відомим фахівцеві, чином порції 28 домішки, діаметр яких менший, ніж діаметр фільтрувального штранга 22, завдяки чому порції 28 можуть бути введені в матеріал фільтрувального штранга 22 і повністю ним охоплені, газом або іншим, придатним для транспортування порцій 28 засобом, по трубопроводу 25 для домішки подаються у вп ускну горловину 15. Як газ може бути використаний, наприклад, азот. При виході із впускної горловини порції 28 впорскуються у фільтрувальний штранг 22 таким чином, що вони розміщуються по осі фільтрувального штранга 22. Шляхом добору швидкості транспортування порцій 28 домішки простим чином може бути встановлена бажана відстань між порціями 28 у фільтрувальному штранга 22, причому верхня границя швидкості транспортування досягається тоді, коли окремі порції 28 у фільтрувальному штранга 22 в осьовому напрямку дотикаються одна до іншої.