Резальная машина для органических материалов растительного происхождения, главным образом для табака
Изобретение относится к резальной машине для органических материалов растительного происхождения, главным образом для табака, содержащей режущую головку, установленную внутри основной рамы, и раму подающего-уплотняющего приспособления, которое формирует поток подаваемого материала и включает в себя транспортеры, подающие материал в зону резания, и средства уплотнения подаваемых частиц и/или придания им соответствующего положения. Режущая головка резальной машины установлена в стационарной основной раме, предпочтительно прикрепленной к полу, а рама подающего-уплотняющего приспособления передвигается по горизонтальным направляющим. Режущая головка представляет собой режущую головку с горизонтальной основной осью вращения. 8 з.п.ф-лы, 7 ил.
Настоящее изобретение имеет отношение к резальной машине для органических материалов растительного происхождения, главным образом для табака.
Материалом, загружаемым в резальную машину, является табак в любом виде, включая листья или их части, жилки табачных листьев, табачную фольгу, наполнитель сигар, резаный табак, обрезки и/или крошки и любую комбинацию любых табакосодержащих материалов. Табачный материал перед его загрузкой в резальную машину рекомендуется обработать таким образом, чтобы вся партия подаваемого материала имела одинаковое содержание влаги, минимально допустимое значение которой составляет 13-14% от веса, подходящее не менее 16% от веса, а предпочтительное более 19% от веса. Упомянутые способы повышения влажности известны из уровня техники.
Увлажненный табак загружают на подающее устройство/конвейер резальной машины любым известным способом, чаще всего традиционным методом, известным в области обработки табака. Один из способов обработки табака раскрыт, например, в патенте США №5722431.
Результатом обработки табачного материала в резальной машине является табак (продукция), например резаный и/или измельченный табак, соответствующий требованиям и технологическим характеристикам.
В документе DE 10021614 раскрыта резальная машина, в которой рама режущей головки и основная рама машины соединены шарнирно, что позволяет частично поворачивать или отклонять раму режущей головки, при этом основная рама машины прикреплена к основанию. В данном документе также раскрыты устройство и способ для автоматической заточки ножей, предназначенных для резки табака.
Известная резальная машина для органических материалов растительного происхождения, главным образом для табака, представлена на фиг.1 и 2, изображающих соответственно вид сбоку и вид сверху. Эта машина содержит режущую головку 2, закрепленную в основной раме 1, и раму 5 подающего-уплотняющего приспособления, формирующего поток подаваемого материала, причем данное приспособление оснащено транспортерами 9, предназначенными для подачи продукта в зону резания, и средствами уплотнения подаваемых частиц и/или придания им соответствующего положения. Основная рама 1 и рама 5 подающего-уплотняющего приспособления, формирующего поток подаваемого материала, соединены друг с другом посредством шарнира 6, что позволяет частично поворачивать раму режущей головки и обеспечивать вследствие этого доступ к режущим ножам, к подаваемому в зону резания материалу, а также к насадке, дробящей и формующей разрезаемый/измельчаемый материал.
Режущие головки 2 чаще всего имеют диаметр 600 мм. Такие режущие головки содержат режущие ножи, заточка которых осуществляется посредством точильного устройства 3. Вращение режущей головки обеспечивается электромотором 4.
В известных резальных машинах возможен лишь ограниченный доступ к режущей головке или ее частям, что делает проведение технического обслуживания устройства неудобным и опасным. Указанное техническое решение является неблагоприятным для пользователей вследствие затрудненного и опасного доступа к зоне замены режущих ножей или к зоне резания, в которой человек, обслуживающий машину, непосредственно контактирует с острыми и неприкрытыми режущими ножами головки, при этом доступ к обслуживаемым частям является затруднительным и возможен только с одной стороны.
Предложенная резальная машина для органических материалов растительного происхождения, главным образом для табака, характеризуется тем, что режущая головка установлена в стационарной основной раме, предпочтительно прикрепленной к основанию, а рама подающего-уплотняющего приспособления передвигается по горизонтальным направляющим.
Режущая головка представляет собой режущую головку с горизонтальной основной осью вращения, при этом в предпочтительном случае режущая головка содержит режущие ножи, которые расположены симметрично по ее периметру. Число режущих ножей кратно 2, 4, 8 или 16.
Режущие кромки ножей расположены под углом delta к горизонтальному направлению во время резки/измельчения.
Расстояние от кромки нижнего ножа насадки до поверхности цилиндра, описываемого режущими кромками ножей режущей головки, почти равно нулю.
Кроме того, угол delta остается в диапазоне от 0° до 15°, предпочтительно от 0° до 10°.
Указанные направляющие расположены над рамой подающего-уплотняющего приспособления.
Резальная машина имеет встроенную систему управления.
Основная рама имеет ограждение для режущих кромок режущих ножей.
В предложенной резальной машине обеспечивается оптимальный, полный, безопасный и прямой доступ ко всем операционным зонам и модулям резальной машины с уровня пола/основания, что влияет на образ действий при использовании устройства и на качество его работы. Более конкретно в результате смещения от стационарной рамы, содержащей режущую головку, передвижной рамы, содержащей по меньшей мере один конвейер, подающий и/или формирующий поток табака, образуется зона обслуживания-ремонта, обеспечивающая непосредственный и удобный доступ к зоне резания/измельчения. Эта особенность изобретения позволяет существенно облегчить, улучшить и рационализировать все периодически выполняемые операции, направленные на обеспечение правильной безотказной работы резальной машины.
Согласно настоящему изобретению основная часть резальной машины - вращательная режущая головка - размещена в стационарной раме, а устройства, каким-либо образом подающие материал в зону резания, передвигаются от этой стационарной рамы по направляющим, которые в предпочтительном случае размещены на верхнем уровне, т.е. на высоте, обеспечивающей возможность безопасного и полного доступа к зоне резания (режущим ножам, режущей головке и насадке), в связи с этим указанные устройства выполнены не неизменно прикрепленными к раме режущей головки, например, посредством шарнира, а имеют раздельные точки механического соединения (крепления), позволяющие осуществлять требуемое, надлежащее, однозначное позиционирование всех приспособлений во время эксплуатации.
Вращательный барабан режущей головки имеет особую конструкцию, которая является результатом аналитической оптимизации прочностных характеристик в условиях динамических и тепловых нагрузок и которая позволяет поддерживать предварительно установленные показатели резки/измельчения при измененной (по сравнению с традиционной) конфигурацией резки, включая измененную форму резца, измененную траекторию движения лезвия резца и, следовательно, измененный характер функционирования режущего инструмента в зоне резания/измельчения.
Вследствие указанных нововведений предложенная машина обеспечивает лучшие результаты при резке органических материалов, кроме того, появляется возможность существенно упростить эксплуатацию и обслуживание этой машины.
Для достижения предполагаемых показателей качества резаной продукции, например резанного табака, при изменении формы табака и уплотнении его в зоне резания/уплотнения требуется прикладывать существенно меньшие усилия, что позволяет значительно улучшить вышеупомянутые показатели качества конечного продукта, полученного на предложенной резальной машине, а это значит, что предложенная резальная машина обеспечивает гораздо лучшие результаты резки.
Варианты выполнения данного изобретения описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 и 2 сбоку упрощенно изображают известную резальную машину,
фиг.3 сбоку упрощенно изображает резальную машину после снятия щитовых элементов,
фиг.4 в увеличенном масштабе изображает отмеченную на фиг.3 зону,
фиг.5 сбоку упрощенно изображает резальную машину, а также показывает зону доступа,
фиг.6 сбоку упрощенно изображает резальную машину в момент, когда рама подающего-уплотняющего приспособления придвинута вплотную к основной раме,
фиг.7 сбоку упрощенно изображает режущую головку, а также иллюстрирует угол отклонения режущих кромок режущих ножей.
Согласно предложенному техническому решению резальная машина содержит режущую головку 2 (фиг.3), которая установлена в прикрепленной к полу стационарной основной раме 1 и вращается внутри этой рамы вокруг горизонтальной оси, и раму 5 подающего-уплотняющего приспособления, прикрепленную с возможностью смещения к основной раме 1. Режущая головка 2 приводится во вращение электромотором 4. Рама 5 подающего-уплотняющего приспособления, формирующего поток подаваемого материала, содержит транспортеры 9, подающие материал в зону 8 резания, и средства уплотнения подаваемых частиц и/или придания им соответствующего положения. Рама 5 подающего-уплотняющего приспособления представляет собой передвижную/регулируемую раму, которая скользит с помощью (вдоль) направляющих 7, размещенных предпочтительно над рамой 5, для создания зоны Р доступа.
Основная рама 1 режущей головки 2 остается неподвижной (неподвижной по отношению к полу) как во время работы машины, так и во время ее осмотра и технологического и/или технического обслуживания, тогда как остальная часть машины, включающая фиксированный нижний нож 12 и элементы подачи материала в зону резания/измельчения, является подвижной по отношению к стационарной основной раме 1.
Направляющие 7, расположенные предпочтительно над рамой 5, обуславливают возможность непосредственного доступа с уровня пола/основания, в результате чего обеспечивается надлежащий безопасный доступ как к режущим ножам 13, так и нижнему ножу 12, установленному в насадке, т.е. доступ к месту подачи табака (материала) в зону 8 резания посредством транспортеров 9.
Расстояние от кромки нижнего ножа 12 насадки до поверхности цилиндра, описываемого режущими кромками ножей 13 режущей головки, почти равно нулю (фиг.4).
Кроме того, резальная машина может быть оборудована любым устройством подходящей конструкции (не показано), которое подает материал к зоне резания и при этом формует и уплотняет поток табачного материала в этой зоне 8 резания до оптимального для процесса резки/измельчения уровня, причем в некоторых вариантах выполнения предложенной машины это устройство может сообщать перемещаемому материалу подходящим образом направленную вибрацию, что способствует приданию соответствующего положения этому материалу, подаваемому в зону резки/измельчения, а также более интенсивному его уплотнению.
Согласно предложенному техническому решению транспортеры 9, переносящие табачный материал в зону 8 резания/измельчения, представляют собой ленточные и/или цепные транспортеры, конструкция которых позволяет размещать вибрационные части под верхней поверхностью ленты/цепи нижнего конвейера и/или над нижней поверхностью ленты/цепи верхнего конвейера, т.е. внутри нижнего/верхнего конвейера, причем размещать таким образом, что эти вибрационные части будут обеспечивать вибрацию оптимального направления, параметры которой могут выбираться расчетным путем, а на практике подгоняются эмпирически, поскольку могут различаться для различных видов органических материалов.
Режущая головка содержит барабан, который имеет установленные по его окружности режущие ножи 13, совершающие вращательное движение при вращении барабана. Назначение режущих ножей заключается в резании/измельчении табачного материала, подаваемого секцией подачи (т.е. транспортерами 9) в зону резки/измельчения. Характерной особенностью изобретения является то, что количество режущих/измельчающих ножей выбирается кратным 2, предпочтительно кратным 4, 8 или 16, и при этом обеспечивается полная симметрия режущих ножей относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей симметрии, пересекающих основную горизонтальную ось барабана. Это обстоятельство обуславливает широкий диапазон регулировок производительности предложенной резальной машины, осуществляемых путем добавления/удаления режущих ножей в такой последовательности, чтобы используемые режущие ножи 13 располагались симметрично относительно главной оси барабана с равноотстоящими симметричными интервалами между режущими кромками, обеспечивая тем самым постоянство и однородность технологических показателей резки/измельчения материала, а также однородность нагрузок на режущую головку 2 и на ее несущие элементы.
Согласно предложенному техническому решению рабочий режим, т.е. последовательность добавляемых/удаляемых рабочих ножей, соответствует 2 или 4 или 8 или 16. Таким образом, существует четыре уровня прямой регулировки производительности резки/измельчения.
Режущие ножи 13 расположены симметрично по периметру барабана режущей головки, причем во время операции резки/измельчения они скользят снаружи и постоянно затачиваются, вследствие чего во время операции резки/измельчения режущие кромки 10 режущих ножей 13 (фиг.7) слегка отклонены от горизонтального направления под углом delta. Угол отклонения от горизонтального направления зависит от технологических требований к показателям качества резки/измельчения и определяется на стадии конструирования машины, он может составлять от 0 до 15°, предпочтительно от 0 до 10°.
Для поддержания остроты режущих кромок 10 ножей 13 на оптимальном уровне, требующемся для технологии резки/измельчения, а также для поддержания постоянным расстояния от режущих кромок 10 ножей 13 до кромки нижнего ножа, который является стационарным (фиксированным) и размещен в нижней части насадки, режущие ножи затачиваются с помощью точильного устройства 3, точильный круг которого вращается в направлении, противоположном (обратном) вращению режущей головки 2.
Форма резца 13 и траектория его движения в зоне резки/измельчения изменены таким образом, что они обеспечивают оптимальные условия резки/измельчения, при которых действуют усилия, параллельные плоскости резки/измельчения, а неблагоприятные усилия, перпендикулярные плоскости резки/измельчения, сводятся к минимуму или устраняются.
Кроме того, доступ к острым кромкам ножей 13 из зоны Р доступа автоматически закрывается специально сконструированными щитовыми элементами, что важно с точки зрения безопасности.
Кроме того, согласно представленному варианту выполнения изобретения резальная машина имеет ШЭ (шкаф электроавтоматики) с встроенной системой управления (см. фиг.5 и 6).
Роторный барабан имеет диаметр 1000 мм и по сравнению с 600 миллиметровыми барабанами стандартных головок улучшает показатели резания (например, плавность резания) за счет снижения тангенциальной и нормальной составляющих сил в зоне резания при увеличении тела барабана, т.е. сил, полученных путем увеличения главного переднего угла резца при одновременном уменьшении угла установки лезвия резца, что обусловлено увеличением диаметра ножевого барабана. Особенно важно оптимально увеличить главный передний угол резца, тем самым оптимально приближаясь к способу, при котором резальная машина функционирует по типу гильотинной резальной машины, когда силы резки/разделения материала действуют параллельно плоскости резания. В подобном процессе резки/измельчения силы, направленные перпендикулярно плоскости разделения, равны нулю или минимизированы, вследствие чего исключается или сводится к минимуму очень неблагоприятный эффект «выдергивания» небольших кусочков материала из зоны резания.
1. Резальная машина для органических материалов растительного происхождения, главным образом для табака, содержащая режущую головку, установленную в основной раме, и раму подающего-уплотняющего приспособления, которое формирует поток подаваемого материала и включает в себя транспортеры, подающие материал в зону резания, и средства уплотнения подаваемых частиц и/или придания им соответствующего положения, отличающаяся тем, что режущая головка (2) установлена в стационарной основной раме (1), предпочтительно прикрепленной к полу, а рама (5) подающего-уплотняющего приспособления выполнена с возможностью передвижения по горизонтальным направляющим (7).
2. Резальная машина по п.1, отличающаяся тем, что режущая головка (2) имеет горизонтальную основную ось вращения.
3. Резальная машина по п.2, отличающаяся тем, что режущая головка имеет режущие ножи (13), симметрично расположенные по ее периметру, причем количество ножей кратно 2, 4, 8 или 16.
4. Резальная машина по п.3, отличающаяся тем, что режущие кромки (10) ножей (13) расположены под углом delta к горизонтальному направлению во время резки/измельчения.
5. Резальная машина по п.4, отличающаяся тем, что расстояние (а) от кромки нижнего ножа (12) насадки до поверхности цилиндра, описываемого режущими кромками ножей (13) режущей головки, почти равно нулю.
6. Резальная машина по п.4, отличающаяся тем, что угол delta лежит в диапазоне от 0 до 15°, предпочтительно от 0 до 10°.
7. Резальная машина по п.1, отличающаяся тем, что направляющие (7) размещены над рамой (5) подающего-уплотняющего приспособления.
8. Резальная машина по п.1, отличающаяся тем, что имеет шкаф электроавтоматики с встроенной системой управления.
9. Резальная машина по п.1, отличающаяся тем, что основная рама (1) имеет щитовые элементы, предназначенные для ограждения режущих кромок ножей (13) со стороны зоны (Р) доступа.
