一种中空滤棒的拉拔式制备设备和制备方法
阅读说明：本技术 一种中空滤棒的拉拔式制备设备和制备方法 (Drawing type preparation equipment and preparation method of hollow filter stick ) 是由 王志勇 周德彪 张远方 李小青 孟国 丁麟深 郑洪山 于浩 孙昊 曹斐 邢延动 于 2019-12-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种中空滤棒的拉拔式制备设备和制备方法,制备设备,包括：开松机,为双层开松机,包括上层开松机构和下层开松机构；高压送丝器,位于开松机的下游,包括高压喷嘴,高压喷嘴为中空筒状结构,芯棒位于高压喷嘴的中轴线上,高压喷嘴内部为环形空腔,环形空腔的内侧壁设置通孔,环形空腔与压缩空气源连接；成型模组,位于所述高压送丝器的下游,沿丝束的移动方向,依次设置锥形导流件、成型热模和成型冷模组件,成型热模与蒸汽源连接,成型冷模与冷气源连接。该设备可以根据滤棒的硬度和质量要求进行搭配,保证成型滤棒的效果。(The invention discloses drawing type preparation equipment and a preparation method of a hollow filter rod, wherein the preparation equipment comprises the following steps: the opener is a double-layer opener and comprises an upper opening mechanism and a lower opening mechanism; the high-pressure wire feeder is positioned at the downstream of the opener and comprises a high-pressure nozzle, the high-pressure nozzle is of a hollow cylindrical structure, the mandrel is positioned on the central axis of the high-pressure nozzle, an annular cavity is formed inside the high-pressure nozzle, a through hole is formed in the inner side wall of the annular cavity, and the annular cavity is connected with a compressed air source; and the forming module is positioned at the downstream of the high-pressure wire feeder, and is sequentially provided with a conical flow guide piece, a forming hot mold and a forming cold mold component along the moving direction of the wire bundles, wherein the forming hot mold is connected with a steam source, and the forming cold mold is connected with a cold air source. The equipment can be matched according to the hardness and quality requirements of the filter stick, and the effect of forming the filter stick is ensured.)
技术领域
本发明涉及滤棒制备技术领域，尤其涉及一种中空滤棒的拉拔式制备设备和制备方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
滤棒是以过滤材料(如烟用纤维丝束及芯纸等)为原料，加工卷制而成的具有过滤性能并有一定长度的圆形棒。滤嘴是指滤棒分切后接装在卷烟烟支的抽吸端，对卷烟烟气中的某些物质(如焦油、烟碱等)起过滤作用的圆柱体，是滤嘴卷烟的一个组成部分。滤嘴还可以避免烟末粘在嘴唇上引起不适感。随着滤棒生产技术的发展和卷烟新产品的开发，滤嘴不仅在数量上满足了卷烟厂的需要，而且品种上也开始随着卷烟的功能和香味逐渐丰富，采用多种材料和多种形态，有着独特外形的过滤嘴香烟更易受到人们的喜爱，从而诞生出中空滤棒这种新型滤棒。
已有的无纸中空成型设备是在烟枪成型段上加了热蒸汽和冷干气，用塑料布带包裹以常规成型的方式制备出中空滤棒，由于布带要直接与热蒸汽接触，热蒸汽冷凝后形成的液滴会留在布带上，布带只能采用类塑料材质的，而且表面带有螺纹，因此，此种设备制备出来的中空滤棒表面也带有螺纹，在复合使用过程中与成形纸之间会有缝隙，导致复合效果及后续应用效果差。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种中空滤棒的拉拔式制备设备和制备方法。该制备装置可以根据滤棒的硬度和质量要求进行搭配，保证成型滤棒的效果。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种中空滤棒的拉拔式制备设备，包括：
开松机，为双层开松机，包括上层开松机构和下层开松机构；
高压送丝器，位于开松机的下游，包括高压喷嘴，高压喷嘴为中空筒状结构，芯棒位于高压喷嘴的中轴线上，高压喷嘴内部为环形空腔，环形空腔的内侧壁设置通孔，环形空腔与压缩空气源连接；
成型模组，位于所述高压送丝器的下游，沿丝束的移动方向，依次设置锥形导流件、成型热模和成型冷模组件，成型热模与蒸汽源连接，成型冷模与冷气源连接。
一种中空滤棒的拉拔式制备方法，包括如下步骤：
两组纤维丝束分别在双层开松机的上层开松机和下层开松机上进行开松；
向开松后的丝束喷淋甘油酯；
将高压空气充入高压喷嘴的环形空腔，高压空气通过环形空腔的内侧壁的通孔从喷嘴中喷出，形成局部负压，将丝束吸入，实现丝束的高压输送；
随后，丝束被输送进入成型热模中，在高温蒸汽作用下加热粘结，然后进入成型冷模组件充分冷却定型；
定型后的滤棒进行分切、装盘、固化，即得中空滤棒。
本发明的有益效果为：
设置双层开松机，可以分别对两包相同或不同的丝束进行开松，可以使上下两层的丝束牌号根据滤棒的硬度和质量要求进行搭配，每层丝束开松的参数和增塑剂喷淋的参数可以进行单独调整，以保证成型滤棒的质量。
高压送丝器包括的高压喷嘴可以实现高压空气对丝束的均匀输送。
喷洒过甘油酯的丝束经过成型热模的高温蒸汽熔解粘结和成型冷模的冷却硬化后，基本定型，蒸汽加热和冷气冷却，均有利于提高滤棒的成型速度和成型质量。
滤棒基本成型后经由布带牵引往前运行至刀头箱处分切，滤棒表面光滑无凸起或凹坑。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例的中空滤棒拉拔式制备设备的结构示意图；
图2为本发明实施例的双层开松机构的结构示意图；
图3为本发明实施例的中空滤棒拉拔式制备设备的简图；
图4为本发明实施例的成型装置的结构示意图；
图5为本发明实施例的定型装置的主视图结构示意图；
图6为本发明实施例的定型装置的立体图结构示意图；
图7为本发明实施例的烟枪拉拔装置的结构示意图。
其中，1、冷干机，2、装盘机，3、刀头箱，4、烟枪组件，5、成型模组，6、高压送丝器，7、甘油酯喷洒室，8、双层开松机，9、丝束，10、蒸汽发生器，11、气路组件，12、锥形导流件，13、芯棒，14、送丝器固定装置，15、芯棒固定装置，16、蒸汽管路，17、冷气管路，18、成型热模，19、第一成型冷模，20、第二成型冷模，21、第三成型冷模，22、第一导辊，23、烟枪压板，24、第二导辊，25、第三导辊，26、第四导辊，27、布带轮。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面结合实施例对本发明进一步说明：
一种中空滤棒的拉拔式制备设备，包括：
开松机，为双层开松机，包括上层开松机构和下层开松机构；
高压送丝器，位于开松机的下游，包括高压喷嘴，高压喷嘴为中空筒状结构，芯棒位于高压喷嘴的中轴线上，高压喷嘴内部为环形空腔，环形空腔的内侧壁设置通孔，环形空腔与压缩空气源连接；
成型模组，位于所述高压送丝器的下游，沿丝束的移动方向，依次设置锥形导流件、成型热模和成型冷模组件，成型热模与蒸汽源连接，成型冷模与冷气源连接。
在一些实施例中，上层开松机构和下层开松机构均依次设置螺纹辊伺服驱动机构和甘油酯喷洒室。螺纹辊伺服驱动机构有电机带动旋转，为丝束的运动提供动力。
进一步的，所述甘油酯喷洒室的底部设置喷头，由泵将甘油酯桶内的甘油酯泵送至喷头，对经过喷头上方的已经开松的丝束进行喷洒，多余的甘油酯从甘油酯喷洒室底部的回收口经管道流回甘油酯桶内。
在一些实施例中，所述芯棒分为细支芯棒和粗支芯棒，细支芯棒的直径为2.0-3.4mm，粗支芯棒的直径为3.5-5.5mm，芯棒的长度为350-500mm。细支芯棒用于制备较细的中空滤棒，粗支芯棒用于制备较粗的中空滤棒。
芯棒具有足够的长度，以保证中空滤棒的成型。
在一些实施例中，所述锥形导流件的侧壁上均匀分布通孔。锥形导流件起到较好的导流效果，保证丝束成功进入后续的成型模组中。锥形导流件还可以对丝束起到一定的保护作用，避免外界操作不当刮坏丝束。锥形导流件上开设通孔，以改善丝束的定型环境。
在一些实施例中，所述成型冷模组件的数量为2-4个。
在一些实施例中，还包括烟枪组件，包括拉拔平台、布带轮、导辊组件和烟枪压板，拉拔平台上设置有拉板槽，烟枪压板盖合在拉拔平台上，以供布带通过，布带套于布带轮和导辊组件上，布带在导辊组件的导送作用下沿拉拔槽移动。
进一步的，所述烟枪压板设置中空腔，烟枪压板和烟枪轨道表面设置多个开孔槽，通过冷干机向开孔槽中通入冷干气，用于对中空滤棒进一步冷却。
布带拉拔式中空成型设备相比较于传统中空成型设备，生产出的中空棒表面光滑无螺纹，传统的中空棒由于塑料布带包裹表面有一圈圈螺纹。复合使用成形纸包裹的时候，表面光滑的中空棒包裹严实，有螺纹的会有缝隙和孔，表面光滑的应用更好。在卷烟机上的应用效果好于传统中空棒。
拉拔式中空滤棒制备设备，将高温蒸汽段与冷干气段前置，在滤棒基本成型后在后端经布带牵引至刀头箱进行分切，使用的布带是普通布带，此种设备制备出的中空滤棒表面光滑，硬度更高，复合效果和应用效果更好。
一种中空滤棒的拉拔式制备方法，包括如下步骤：
两组纤维丝束分别在双层开松机的上层开松机和下层开松机上进行开松；
向开松后的丝束喷淋甘油酯；
将高压空气充入高压喷嘴的环形空腔，高压空气通过环形空腔的内侧壁的通孔从喷嘴中喷出，形成局部负压，将丝束吸入，实现丝束的高压输送；
随后，丝束被输送进入成型热模中，在高温蒸汽作用下加热定型，然后进入成型冷模组件充分冷却；
定型后的滤棒进行分切、装盘、固化，即得中空滤棒。
在一些实施例中，向高压喷嘴中通入的高压气体的压力为0.02-0.25MPa。
在一些实施例中，向成型热模中通入的蒸汽的压力为0.02-0.6MPa，温度为150-200℃。
进一步的，向成型冷模组件中通入的冷气的温度为2-10℃。
在一些实施例中，所述芯棒采用合金钢的材质，化学组成为：C 0.4-1.6％，Si≤0.4％，Mn≤0.6％，Cr 11-13％，Mo 0.5-1.2％，V 0.2-0.5％，余量为铁，％为质量百分数。
实施例
如图1所示，一种中空滤棒的拉拔式制备设备，包括依次设置的双层开松机8、高压送丝器6、成型模组5、烟枪组件4、刀头箱3、装盘机2和冷干机1。
如图2和图3所示，双层开松机8，包括上层开松机构和下层开松机构；上层开松机构和下层开松机构均依次设置螺纹辊伺服驱动机构和甘油酯喷洒室7。螺纹辊伺服驱动机构有电机带动旋转，为丝束的运动提供动力。甘油酯喷洒室7的底部设置喷头，循环泵分别连接甘油酯喷洒室7的底部和喷头。循环泵将甘油酯桶内的甘油酯循环泵送至喷头，对经过喷头上方的已经开松的丝束进行喷淋。
高压送丝器，位于双层开松机8的下游，用于输送丝束；高压送丝器，位于开松机的下游，包括高压喷嘴，高压喷嘴为中空筒状结构，芯棒位于高压喷嘴的中轴线上，芯棒的直径为3mm，芯棒的长度为400mm，高压喷嘴内部为环形空腔，环形空腔的内侧壁设置通孔，环形空腔与压缩空气源连接。
如图4、图5和图6所示，成型模组5，位于所述高压送丝器6的下游，沿丝束的移动方向，依次设置锥形导流件12、成型热模18和成型冷模组件，成型热模18通过蒸汽管路16与蒸汽源连接，成型冷模通过冷气管路17与冷干机1连接。锥形导流件12的侧壁上均匀分布通孔。成型冷模组件中成型冷模的数量为3个，依次为第一成型冷模19，第二成型冷模20和第三成型冷模21。
烟枪组件位于成型模组的下游，用于给成型的滤棒提供动力，送入后端刀头箱3进行定长切断。刀头箱3位于烟枪组件的下游，用于对滤棒定长切断。装盘机位于刀头箱3的下游，用于将定长切断后的产品进行输送装盘。冷干机用于给成型冷模提供低温干燥的冷气源，它的位置由现场实际情况定。
如图7所示，烟枪组件，包括拉拔平台、布带轮27、导辊组件和烟枪压板23，拉拔平台上设置有拉板槽，以供布带通过，烟枪压板23盖合在拉拔平台上，导辊组件包括第一导辊22、第二导辊24、第三导辊25和第四导辊26。布带套于布带轮27和导辊组件上，布带在导辊组件的导送作用下沿拉拔槽移动。烟枪压板和烟枪轨道表面设置多个开孔槽，通过冷干机向开孔槽中通入冷干气，用于对中空滤棒进一步冷却。
两组纤维丝束分别在双层开松机的上层开松机和下层开松机上进行开松；然后，向开松后的丝束喷淋甘油酯；利用高压空气将丝束送入高压喷嘴中；同时，向成型热模中通入高温蒸汽，蒸汽压力为0.3MPa、温度为160℃，对丝束进行加热，丝束在成型热模中受高温热能与甘油酯的影响后熔解粘结，初步定型；芯棒进入成型热模中，使初步定型的滤条中心形成空腔形状；接着初步定型的滤条在成型冷模中，受到冷干空气的低温影响，使得醋酸纤维外圆周面和中空芯孔内型孔面得到硬化，达到无纸中空滤棒成型效果。定型后的滤棒进行分切、装盘、固化，即得中空滤棒。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。