高速物体插入器及相关方法与流程

高速物体插入器及相关方法相关申请的交叉引用该专利申请根据美国法典35编119条要求2012年3月6日提交的美国临时专利申请61/607296的优先权。该专利申请还是本申请人的共同待决的2011年3月25日提交的美国专利申请13/071945以及2011年9月14日提交的美国专利申请13/232150的继续申请。每个前述申请的完整内容通过引用而整体地结合于本文中。技术领域该专利申请总体上涉及用于制造烟草制品的装置和方法。更具体而言，该专利申请涉及用于将物体例如胶囊或小丸插入烟草制品的过滤嘴元件的装置和方法。

背景技术：
公开号为WO2010/107756的国际专利申请，描述了一种用于形成在香烟过滤嘴单元的制造中使用的棒的装置和关联方法，该国际专利申请通过引用整体地结合于本文中。通过棒形成单元，将连续供应的过滤嘴材料形成为连续的过滤嘴棒。物体插入单元构造成将多个第一物体和多个第二物体插入连续过滤嘴棒。棒划分单元构造成沿其纵向轴线以预先确定的间隔将连续过滤嘴棒细分为多个过滤嘴棒部分，使得各过滤嘴棒部分包括设置在其中的至少一个第一物体和至少一个第二物体，且第一物体不同于第二物体。公开号为WO2010/055120的国际专利申请，描述了一种用于将物体引入烟制品的装置，其包括容器，用于提供待引入烟制品的多个物体；可旋转的轮，用于将物体传送至一位置，在该位置将物体引入烟制品；加速腔室，用于将物体传递至可旋转的轮，加速腔室布置在容器和可旋转的轮之间，并设计成使得物体对齐为在其中的单个竖直布置的层；以及用于朝向或沿可旋转的轮的周面的方向在加速腔室内从该单个层移动物体的装置，该国际专利申请也通过引用整体地结合于本文中。由于现有技术中已知的这些和其它装置的结构和功能，它们通常能够以小于理想的棒速度操作，例如以约每分钟85米的最大棒速度操作。

技术实现要素：
本发明目的在于，提供一种以高制造速度可靠地将一个或多个物体插入烟草棒的过滤嘴元件的装置和方法。该目的通过一种用于将一个或多个物体插入烟草棒的过滤嘴元件的装置来解决，其包括：储存多个所述物体的至少一个储存装置；将所述物体插入至少一个过滤嘴材料段的至少一个插入轮；以及将所述物体从所述至少一个储存装置传递到所述至少一个插入轮的至少一个加速腔室，其中，所述至少一个加速腔室包括：限定周边以及周边中的开口的至少一个涡旋腔室；使所述物体绕所述至少一个涡旋腔室的周边加速的至少一个空气源；以及绕所述至少一个涡旋腔室旋转的至少一个计量供给鼓，所述至少一个计量供给鼓具有计量供给孔，这些计量供给孔能够移动以便与所述至少一个涡旋腔室的周边中的开口对准。所述计量供给孔通过所述至少一个涡旋腔室的周边中的开口接收所述物体，并且将所述物体传递到所述至少一个插入轮。该装置优选还包括至少一个外引导环和至少一个内引导环，其中，所述至少一个涡旋腔室的周边中的开口位于所述至少一个外引导环和所述至少一个内引导环之间。优选地，该装置还包括至少一个挡板，所述至少一个挡板遮盖对应于所述至少一个涡旋腔室的周边的一部分的所述至少一个外引导环和所述至少一个内引导环之间的开口。有利的是，所述至少一个外引导环和所述至少一个内引导环中的至少一个限定了一斜切，该斜切朝向所述至少一个计量供给鼓中的计量供给孔倾斜。替代性地或附加地，所述至少一个外引导环和所述至少一个内引导环限定了所述传递区域中的弯曲，其中，该弯曲与所述至少一个计量供给鼓中的计量供给孔对准。在该情况下，有利的是，装置包括靠近所述弯曲的至少一个空气喷射器，所述至少一个空气喷射器适于使所述物体重定向朝向所述至少一个插入轮。优选地，装置还包括至少一个引导器，所述至少一个引导器在所述至少一个计量供给鼓的一部分周围延伸并且遮盖所述计量供给孔，其中，所述至少一个引导器将所述物体保持在所述计量供给孔中。在该情况下，所述至少一个计量供给鼓有利地限定了外直径，所述至少一个引导器限定了内直径，该内直径与所述至少一个计量供给鼓的外直径有一距离，其中，所述至少一个引导器包括倾斜部分，该倾斜部分具有增大的内直径，使得所述至少一个计量供给鼓的外直径和所述倾斜部分之间的距离增大。此外，所述计量供给孔可以限定计量供给孔直径，所述至少一个引导器的与所述计量供给孔重叠的一部分限定了引导器宽度，其中，所述至少一个引导器的宽度小于所述计量供给孔直径。优选地，该装置还包括从所述至少一个储存装置延伸到所述至少一个涡旋腔室的至少一个馈送管，其中，所述至少一个馈送管限定了进入所述至少一个涡旋腔室的斜切的开口，并且所述斜切的开口相对于所述至少一个涡旋腔室倾斜，以便与在所述至少一个涡旋腔室中流动的空气源基本相同的轨迹引导所述物体。此外，该装置有利地可以还包括至少一个气动缸，所述至少一个气动缸适于将所述至少一个插入轮升高到不与所述至少一个过滤嘴材料段接触的位置。在该装置的有利实施例中，所述至少一个插入轮包括多个孔穴，每个孔穴适于支撑所述物体中的一个，所述物体的大约四分之一与二分之一之间的体积接收在所述孔穴中，所述物体的剩余体积从所述孔穴突出出来。该装置还可以包括与每个孔穴连通的凹槽部分，其中，所述凹槽部分限定了基本上十字形的横截面。在另一个优选实施例中，装置还包括：将所述至少一个过滤嘴材料段压缩为基本上圆柱形状的至少一个第一舌部，其中，所述至少一个插入轮将所述物体插入所述至少一个过滤嘴材料段；将至少一个第二过滤嘴材料段压缩为基本上圆柱形状的至少一个第二舌部，所述至少一个第一舌部和所述至少一个第二舌部适于沿着基本上平行的路径引导所述第一过滤嘴材料段和第二过滤嘴材料段；以及至少一个第二插入轮，所述至少一个第二插入轮从至少一个第二加速腔室接收物体并且将所述物体插入所述至少一个第二过滤嘴材料段。所述目的还通过一种用于将一个或多个物体插入烟草棒的过滤嘴元件中的装置来解决，所述装置包括：储存多个所述物体的至少一个储存装置；将所述物体插入至少一个过滤嘴材料段中的至少一个插入轮；位于所述至少一个插入轮上游的至少一个丝束引导器，其中，所述至少一个过滤嘴材料段通过所述至少一个丝束引导器；和至少部分地位于所述至少一个丝束引导器中的至少一个搅棒，所述至少一个搅棒限定了靠近所述至少一个插入轮的下游端、以及与所述下游端相反的上游端。所述至少一个搅棒从所述上游端处的第一横截面渐缩为所述下游端处的第二横截面，所述第一横截面大于所述第二横截面。在该情况下，所述至少一个插入轮优选具有限定了宽度的外周，所述至少一个搅棒的第二横截面基本上等于所述至少一个插入轮的外周的宽度。有利的是，所述至少一个插入轮具有外周，并且所述至少一个丝束引导器的下游端沿着与所述外周大致相切的方向渐缩。所述目的还通过一种用于将一个或多个物体插入烟草棒的过滤嘴元件中的装置来解决，所述装置包括：储存多个所述物体的至少一个储存装置；将所述物体插入至少一个过滤嘴材料段的至少一个插入轮，所述至少一个插入轮限定了外周，多个孔穴围绕所述外周均匀分布，每个孔穴适于支撑所述物体中的一个；适于使所述至少一个插入轮旋转的至少一个驱动马达；以及控制所述至少一个驱动马达的旋转的至少一个控制器。所述至少一个控制器适于改变所述至少一个插入轮的旋转速度，以便以彼此不对称和/或对称的距离将所述物体插入所述过滤嘴材料。该装置有利地还包括：适于切割所述至少一个过滤嘴材料段的至少一个切割器头，所述至少一个切割器头位于所述至少一个插入轮的下游；与所述至少一个插入轮相关联的至少一个位置传感器；以及与所述至少一个切割器头和所述至少一个位置传感器连通的至少一个控制器，其中，所述至少一个控制器使所述至少一个切割器头的操作与所述至少一个插入轮的位置同步。所述至少一个位置传感器优选地包括至少一个接近传感器或至少一个光传感器。另外优选地，所述至少一个位置传感器包括与所述至少一个插入轮相关联的至少一个轴编码器。本发明的以上所述的实施例等同地可应用于双棒或多棒机器。附图说明根据以下附图，本发明的前述方面、其它特征和优势将变得清楚，附图中相同标号总体指示相同、功能类似、和/或结构类似的单元。图1为根据第一实施例的物体插入器的前视图；图2为图1的物体插入器的插入轮，间距轮，计量供给轮，和其它元件的三维视图；图3为图2的一部分的放大图；图4为图1的插入轮的一部分的侧示意图，显示了物体由插入轮中的孔穴支承；图5为图1的插入轮和舌部的一部分的前透视图；图6为图1的插入轮和舌部的一部分的另一前透视图；图7为根据第二实施例的物体插入器的三维视图；图8为图7的物体插入器的插入轮，加速腔室，和其它元件的三维视图；图9为图8的一部分的放大图；图10为物体插入器的第三实施例的侧透视图，其为图7的物体插入器的双过滤嘴棒的实施例；图11为根据第四实施例的物体插入器的透视图；图12为图11的物体插入器的前视图；图13示出了图11的加速腔室的实施例，以分解的各状态显示；图13A是图13的引导环的详细视图；图14和15是图11的加速腔室的横向截面视图；图16是图11的加速腔室的透视图，部分分解显示；图17是图14和15的替代性实施例的部分横向截面视图；图18是根据第五实施例的物体插入器的透视图；图19是图18的料箱的一部分的侧视放大图；图20和21是用于在图18的物体插入器的上游形成丝束段的聚集辊和搅棒的透视图；图22是图18的物体插入器的前视图，插入轮处于相对于丝束段升起的位置；图23A示出了插入轮的一部分的顶视图，示出了插入轮孔穴的实施例；以及图23B示出了图23A的插入轮的一部分的横截面视图。具体实施方式以下将对本发明的实施例进行详细描述。在描述实施例中，出于简明目的，采用特定的术语。然而，本发明不限于所选择的特定术语。本领域普通技术人员将认识到，不脱离本发明的精神和保护范围，可采用其它等同零件和其它方法。本文中所有引用文献通过引用结合于此，如同其各个单独结合一样。本发明涉及可用于将物体插入烟制品的装置和方法，例如在公开号WO2010/107756A1和WO2010/055120A1的国际专利申请中描述的装置，该两国际专利申请的全部内容通过引用结合于此。本发明的装置和方法可用于将物体插入烟制品的元件，例如过滤嘴材料。例如，物体可为珠子，胶囊，或小丸，然而，也可为其它类型的物体。这些物体可用于例如提高香烟的感官品质。具体而言，物体可用作向主流烟雾中增加风味或其它物质的载体。可与本发明结合使用的过滤嘴材料的示例性类型包括醋酸纤维丝束，集合醋酸纤维网，聚丙烯丝束，集合纸，重组烟草条等。参照图1，显示了示例性物体插入器10。根据一个实施例，物体插入器10可位于传统棒形成单元(未显示)的上游(图1右侧)。过滤嘴材料可利用过滤嘴材料处理单元12(例如输送喷嘴)处理，并经过棒形成单元以形成连续的棒。物体插入器10可与过滤嘴材料处理单元12和/或棒形成单元关联，以将一个或多个物体插入在过滤嘴材料的连续长度内或连续的过滤嘴棒中。然后可利用棒切割组件(未显示)将连续的过滤嘴棒细分为多个棒部分，各棒部分具有位于其中的至少一个物体。棒部分可收集在收集装置例如托盘、旋转收集鼓、运输系统或类似物中，以便于进一步处理。根据一个实施例，棒部分然后可直接输送至香烟制作机器。本文描述的物体插入器10的各个方面允许比现有技术的物体插入器以更快的速度操作。仍参照图1，过滤嘴材料处理单元12可从一对传送辊14a，14b至与物体插入器10关联的聚集辊16地计量供给连续段的过滤嘴材料(例如过滤嘴丝束)。根据一个实施例，聚集辊16可限定预先折叠过滤嘴材料段的周向轮廓，以更有利于物体插入。例如，聚集辊16可限定当过滤嘴材料经过聚集辊16上时对其进行弯折或折叠的大体上C形、U形或V形的周向轮廓，然而，可以为其它结构。聚集辊16可馈送过滤嘴材料至丝束引导器18，然后到达下游舌部20，如图2、5和6最佳所示。离开舌部20之后，过滤嘴材料通过棒形成单元(未显示)的剩余部分。以下将详细讨论丝束引导器18和舌部20的更多细节。仍参照图1，物体插入器10可包括储存装置22，例如一个或多个料箱，其储存待插入过滤嘴材料的多个物体。根据一个实施例，物体的形状可大体上为球形，并可称为胶囊，然而，可采用其它形状和构造。为了讨论方便，本文将物体总体地称为"胶囊"。根据一个实施例，储存装置22可将胶囊馈送给一个或多个馈送腔室24、26，馈送腔室24、26又将胶囊馈送给第一和第二计量供给轮28，30。根据一个实施例，馈送腔室24和/或馈送腔室26包括"单个平面"馈送腔室，其仅馈送胶囊的单个平面至各计量供给轮28，30的外周。例如，经过"单个平面"馈送腔室的胶囊可限制为多个胶囊高、和多个胶囊深但仅单个胶囊宽的布置。根据替代性实施例(未显示)，储存装置22可将胶囊馈送给一个馈送腔室，而非所示的两个，且馈送腔室可转而将胶囊馈送给单个或多个计量供给轮。储存装置22和/或馈送腔室24，26可包括有助于使胶囊从储存装置22移动至计量供给轮28、30的振动器或类似装置。参照图2和3，详细显示了计量供给轮28，30。计量供给轮28，30各自限定有外周28a，30a，外周28a，30a的一部分分别与馈送腔室24，26的下部出口24a，26a对准定位，参见图2。外周28a，30a可各限定一组计量供给轮孔穴32，34，计量供给轮孔穴32，34绕各自外周28a，30a等距分布。计量供给轮孔穴32，34适于接收来自馈送腔室24，26的下部出口24a，26a的胶囊，并且至少部分地将胶囊输送到计量供给轮28，30内。根据一个实施例，计量供给轮孔穴32，34的形状可大体上为圆柱状，并可限定足以接收全部或一部分相应胶囊的直径和深度。在圆柱状的情况下，孔穴可具有等于或稍大于相应胶囊的直径的深度和直径，以确保胶囊在孔穴内的准确定位。根据替代性实施例，计量供给轮孔穴32，34可为方形，矩形，锥形或本技术领域已知的其它形状，只要孔穴可安全地和准确地接收和输送全部或一部分相应胶囊即可。可施加真空源(未显示)至孔穴32，34，以有助于传递来自馈送腔室24，26的胶囊，和/或有助于胶囊到达孔穴32，34后保持在其中。仍参照图2和3，装置10可包括接收从计量供给轮28，30传来的胶囊的中间轮36，38。参照图3，中间轮36，38可各自限定外周36a，38a，外周36a，38a可各自限定绕各自外周36a，38a等距分布的一组中间轮孔穴40，42。中间轮孔穴40，42适于接收来自计量供给轮28，30的胶囊，和至少部分地将胶囊输送至中间轮36，38内。中间轮孔穴40，42可大体上与以上描述的计量供给轮孔穴32，34相同，本文不进一步详细描述。可施加真空源(未显示)至中间轮孔穴40，42，以有助于将来自计量供给轮孔穴32，34的胶囊传递至中间轮孔穴40，42，和/或有助于胶囊到达中间轮孔穴40，42后保持在其中。参照图3，第一计量供给引导器44可位于第一计量供给轮28和第一中间轮36之间。类似地，第二计量供给引导器46可位于第二计量供给轮30和第二中间轮42之间。计量供给引导器44，46可分别有助于在计量供给轮孔穴32，34和中间轮孔穴40，42之间传递胶囊。例如，第一计量供给引导器44可遮盖或封堵第一中间轮孔穴32的一部分及第一计量供给轮孔穴40的一部分，直至计量供给轮孔穴32对准相应的中间轮孔穴40，或者在计量供给轮孔穴32对准相应的中间轮孔穴40之前不久。第二计量供给引导器46可具有类似布置。对于被计量供给引导器44，46遮盖的计量供给轮孔穴，可关闭正常情况下施加给计量供给轮孔穴32，34的真空源，和/或利用遮盖的计量供给轮孔穴32，34导出的喷射空气替代正常情况下施加给计量供给轮孔穴32，34的真空源。一旦计量供给轮孔穴32，34之一旋转经过计量供给引导器44，46，且其不再因此被封堵，喷射空气可将胶囊驱出该计量供给轮孔穴，并同时进入与其对准的中间轮孔穴40，42。结果，与没有计量供给引导器44，46相比，计量供给引导器44，46可允许较早地施加将胶囊推出孔穴的喷射空气，没有过早将胶囊射出计量供给轮孔穴32，34的风险。因此，将胶囊从计量供给轮孔穴32，34传递至中间轮孔穴40，42的速度和一致性可得以改善。仍参照图2和3，装置10可包括插入轮50，插入轮50接收来自中间轮36，38的胶囊，并例如当其经过棒形成单元的舌部20时，将胶囊插入过滤嘴材料段。插入轮50可限定外周50a，外周50a具有绕外周50a对称或非对称分布的多个插入轮孔穴52。插入轮孔穴52至少部分地接收胶囊和在插入轮50上支承胶囊，以下将更详细地描述。可施加真空源(未显示)给插入轮孔穴52，以有助于将来自中间轮孔穴40，42的胶囊传递至插入轮孔穴52，和/或有助于在胶囊到达中间轮孔穴52后将其保持在其中。以上描述的计量供给轮28，30，中间轮36，38，和插入轮50的布置可有助于物体插入器10的更快操作。例如，计量供给轮28，30可以相对低的速度(例如在外周28a，30a处测量)操作，以确保胶囊从馈送腔室24，26到各个计量供给轮孔穴32，34的一致传递。同时，插入轮50可以高传送速度将胶囊插入过滤嘴材料，以便于快速制造率。根据一个实施例，在从计量供给轮28，30传递至中间轮36，38时，间距增加并且速度增加。例如，根据一个实施例，第一和第二中间轮36，38可比各自计量供给轮28，30旋转得更快。附加地或替代性地，与计量供给轮孔穴32，34相比，能够以更大的间距来布置中间轮孔穴40，42。根据一个实施例，可通过交替地从第一和第二中间轮孔穴40，42到插入轮孔穴52传递胶囊而提供更快的速度。例如，第一中间轮36的中间轮孔穴40可传递胶囊至插入轮孔穴52，随后第二中间轮38的中间轮孔穴42可立即传递胶囊至下一个插入轮孔穴52，依次类推。在从中间轮36，38传递至插入轮50时，间距增加和/或速度增加。根据一个实施例，第一中间轮36，第二中间轮38，和插入轮50可大体上以相同速度旋转，但可采用其它构造。例如，插入轮50可替代性地比第一和第二中间轮36，38旋转得更快或更慢。以下表格列出了用于物体插入器10的操作的示例性参数：。当用于形成每个过滤嘴具有四个胶囊的108mm的过滤嘴棒时，利用以上参数的物体插入器10的一个实施例得到每分钟大约216米过滤嘴材料的机器速度，每分钟输出2000个过滤嘴(每分钟8000个胶囊)。本领域普通技术人员根据该描述将认识到，除以上参数外，还可采用其它参数。尽管图1-3显示的实施例具有两个计量供给轮28，30和两个中间轮36，38，但是本领域普通技术人员基于该描述将理解，替代性实施例可采用单个计量供给轮和/或单个中间轮。同样，本领域普通技术人员基于该描述将理解，替代性实施例可具有多于两个的计量供给轮和/或多于两个的中间轮。而且，尽管图1-3显示的实施例包括两个馈送腔室24，26，但是本领域普通技术人员基于该描述将理解，可使用单个馈送腔室或多于两个的馈送腔室。参照图4，详细显示了具有插入轮孔穴52的插入轮50的一部分。物体插入器10可设计成操作具有预先确定的形状和体积的胶囊C。出于描述简便，本发明将结合球形胶囊C进行描述，然而如上所述，可采用其它形状和尺寸的胶囊。为了有助于在过滤嘴材料内准确放置胶囊C，插入轮孔穴52可支承胶囊C，使得胶囊C的一部分C1例如胶囊的约四分之一至约二分之一之间的体积位于孔穴52内，胶囊C的剩余部分C2从孔穴52突出至插入轮50的外周50a之上。结果，插入轮50可手动地将胶囊大体上插入到过滤嘴材料内的理想位置，而不依靠强制空气将胶囊C"射"出深孔穴至其理想位置，在放置胶囊C方面得到较好控制和较高精确度，和/或允许较高操作速度。如图4所示，对于圆柱状胶囊C，插入轮孔穴52可成形为球形的一部分，然而，可采用其它构造的孔穴52。例如，插入轮孔穴可包括接触和支承在胶囊C的表面上的不同点的多个离散表面(例如圆柱孔穴的尺寸可定为接收和支承球形胶囊C的一部分)。根据一个实施例，插入轮孔穴52构造成接收和支承胶囊C的总体积的约三分之一，各胶囊的体积的剩余部分从插入轮孔穴52突出，并在插入轮的外周50a之上。对于与插入轮孔穴有关的更多细节，见图23A和23B，以及相应的描述。参照图5和6，显示了插入轮50将胶囊C直接插入棒形成单元的舌部20的实施例。如图所示，舌部20可包括大体上锥形形状的壁，当过滤嘴材料段被拉伸通过舌部20时，该壁压缩过滤嘴材料段，使得过滤嘴材料形成为圆柱形状。缝隙60可沿过滤嘴材料的运动方向延伸通过锥形壁，且插入轮50的一部分可延伸通过缝隙60进入舌部20的内部。该构造的结果是，当过滤嘴材料被舌部20压缩时，插入轮50可将胶囊C直接放入过滤嘴材料。通过尽可能适当地靠近棒形成点地将胶囊C插入过滤嘴材料，胶囊C可在过滤嘴材料内保持在其理想位置。仍参照图5和6，插入轮孔穴52可保持与胶囊C接触，并为胶囊C提供正向支承，直至胶囊C几乎或完全地移动到过滤嘴材料内的理想位置。例如，参照图6，舌部20的锥形壁可在胶囊C插入过滤嘴材料的点限定内直径D，且舌部20可将过滤嘴材料成形为在该点具有大体上相同的直径。插入轮50和插入轮孔穴52可主动地支承胶囊C，直至插入轮50将胶囊C定位在舌部20内的深度Y，如图5所示。根据一个实施例，深度Y可大体上为舌部20的直径D的二分之一，使得胶囊C大体上搁放在过滤嘴材料内的中心，然而，可采用其它构造。一旦插入轮50和插入轮孔穴52已经将胶囊移动至过滤嘴材料内的理想位置，如图5和6所示，可选择性地将正常情况下施加给插入轮孔穴的真空切换为短暂的猛推的正向空气压力，例如，以便使从各插入轮孔穴52释放胶囊C加速。根据一个实施例，插入轮50的外周50a的线性速度，和因此插入轮孔穴52的线性速度，可大于通过舌部20的过滤嘴材料的线性速度。该布置可导致将胶囊C放置在过滤嘴材料内的更高精确度。仍参照图5和6，丝束引导器62和棒状搅棒64可位于舌部20的上游。丝束引导器62可限定大体上锥形或大体上圆柱形的内部空间。搅棒64可在丝束引导器62内纵向延伸，通过丝束引导器62和搅棒64，可在进入舌部20之前将过滤嘴材料预先形成或预先折叠成基本上C形或U形。将过滤嘴材料预先形成为基本上C形或U形的结果是，插入轮50可通过C形或U形过滤嘴材料的开口插入胶囊C，使其进入折叠的过滤嘴材料的大致中心。采用该构造后，折叠的过滤嘴材料可以更可靠地将胶囊C保持在过滤嘴材料和制成的过滤嘴内的理想位置。根据一个实施例，搅棒64的位置例如可沿丝束引导器62的纵向轴线相对于丝束引导器62进行调整。参照图7-9，显示了物体插入器的第二实施例。出于该描述目的，图7-9的物体插入器110与图1-6显示的物体插入器10的不同仅在于从储存装置122到插入轮150传送物体(例如胶囊)的结构和功能。因此，出于讨论简便，与图1-6的实施例的结构和功能相同或大体上类似的部分将不再重复。参照图7，物体插入器110可大致包括第一和第二重力馈送器170，172，第一和第二重力馈送器170，172分别将胶囊从储存装置122馈送给第一和第二加速腔室174，176。尽管未显示，但基于该描述本领域普通技术人员将明显知道，开闭器、阀或其它计量供给装置可用于分别计量供给从储存装置122到第一和第二加速腔室174，176的胶囊流。尽管图7显示的实施例具有两个重力馈送器170，172和两个加速腔室174，176，但是基于该描述本领域普通技术人员将理解，替代性实施例可采用仅一个重力馈送器和仅一个加速腔室，或者多于两个的重力馈送器和多于两个的加速腔室。参照图8，更详细地显示了第一和第二加速腔室174，176和插入轮150。第一和第二加速腔室174，176可适于使胶囊C加速至大体上等于插入轮150的外周150a和因此插入轮孔穴(未显示)的线性速度的速度，有利于当高速度操作时将胶囊C可靠并一致地传递至插入轮孔穴。为进一步利于通过插入轮150高速度传送胶囊C，第一和第二加速腔室174，176可将胶囊C轮流供应至插入轮150中的交替的孔穴152。参照图8，第一和第二重力馈送器170，172可分别通过入口178，180将连续供应的胶囊C传送至第一和第二加速腔室174，176的内部。各加速腔室174，176限定内周表面182，184，如图9所示。在图7-9的实施例中，内周表面182，184大体上呈圆形，然而可采用其它形状，例如椭圆。参照图9，内周表面182，184可限定以预先确定的方式绕内周表面引导胶囊C的轨道182a，184a。多个空气喷嘴186，188，对位于轨道182a，184a中的胶囊C进行作用，分别使胶囊C绕内周表面182，184在轨道182a，184a中加速，直至胶囊C达到大体上等于插入轮150的插入轮孔穴(未显示)的线性速度的线性速度。回到图8，各加速腔室174，176可包括沿轨道182a，184a定位的出口190，192(例如穿过周表面182，184的长形缝隙)。插入轮150的外周150a的一部分可延伸穿过各出口190，192。轨道182a，184a可构造成在空气喷嘴186，188的力的作用下，绕内周表面182，184引导胶囊C，直至胶囊C抵达各出口190，192。在抵达各出口190，192时，胶囊C可具有等于或接近插入轮150的外周150a的线性速度的线性速度，并将转移进入插入轮150的插入轮孔穴(未显示)。施加给插入轮孔穴的真空力可有助于将胶囊C传递至插入轮孔穴和将胶囊C保持在插入轮孔穴。此外，根据一个实施例，刷子(未显示)可位于各加速腔室174，176内的各出口190，192的后缘190a，192a，以有助于将胶囊C传递至插入轮孔穴。此外，空气喷嘴194，196可分别在各出口190，192导入气帘，以保护各出口190，192和/或吹走可能错误地通过出口190，192的多余胶囊C。参照图10，显示了物体插入器的第三实施例。出于该描述目的，图10的物体插入器210与图7-9显示的物体插入器110的不同之处主要在于，其包括两个或多个大体上平行的插入轮250a，250b和安装在同一基部上的相关的馈送元件。大体上平行的插入轮250a，250b的布置允许将胶囊插入两个或多个大体上平行的过滤嘴材料段，然而也可采用非平行的实施例。出于解释简便，与图1-9的实施例的结构和功能相同或大体上类似的部分将不再重复讨论。此外，尽管本文参照图7-9的实施例，描述了用于将胶囊插入两个或多个大体上平行的过滤嘴材料段的集成的物体插入器的概念，但相同的多产线特征可应用于本文所述的物体插入器的所有实施例。如上所述，图10的物体插入器210可包括两个大体上平行的插入轮250a，250b，各插入轮250a，250b可具有与结合图1-9描述的插入轮相同或类似的构造。例如，各插入轮250a，250b可包括适于支承胶囊C的插入轮孔穴252a，252b，使得胶囊C的一部分例如胶囊的约四分之一至约二分之一之间的体积位于孔穴252a，252b内，胶囊C的剩余部分从孔穴252a，252b突出至各自插入轮250a，250b的外周上方，如上文描述。根据一个实施例，插入轮孔穴252a，252b可构造成接收和支承胶囊C的总体积的约三分之一，各胶囊的体积的剩余部分从插入轮孔穴252a，252b突出，并位于各自插入轮250a，250b的外周之上。插入轮250a，250b可将胶囊C插入大体上平行的过滤嘴材料段，过滤嘴材料段例如输送通过大体上平行的舌部220a，220b。舌部220a，220b可具有与如上描述和例如图1、2、5和6显示的舌部20相同或类似的构造。如图10所示，可从一个或多个加速腔室将胶囊馈送给各插入轮250a，250b。例如，上加速腔室276a和下加速腔室274a可馈送给插入轮250a，且上加速腔室276b和下加速腔室274b(图中隐藏)可馈送给插入轮250b，如结合图7-9所显示和描述的那样。根据替代性实施例(未具体显示)，插入轮250a，250b可从大体上平行布置的计量供给轮28、计量供给轮30、中间轮36和中间轮38馈送胶囊，例如如结合图1-3所显示和描述的那样。单个料箱(未显示)可供应胶囊给所有大体上平行的插入轮250a，250b。或者，独立料箱(未显示)可供应胶囊给各插入轮250a，250b，或插入轮的子组。物体插入器210不限于两个大体上平行布置的插入轮250a，250b，如图10所示，但替代性地，例如可为了满足输出需要，可以具有所希望的很多大体上平行的构造。基于该描述本领域普通技术人员将理解，之上讨论的结构和操作可用于将一个或多个物体插入烟草棒的过滤嘴元件的方法。所述结构和操作可用于将物体插入单个过滤嘴材料段，或者多个大体上平行的段。如上所述，相较于现有技术装置和方法，本文描述的结构和操作可使得速度和可靠度显著提高。例如，图1-6显示的装置以上述表A所列出的参数操作，以每条线每分钟约216米过滤嘴材料的速度(每分钟输出2000个过滤嘴)，形成单条线的108mm过滤嘴棒，且每个过滤嘴具有四个胶囊，并具有高的一致性和可靠度。该输出速度明显比现有技术机器更快，现有技术机器典型地受限于每分钟约80米的速度以可靠地制造类似的过滤嘴棒。本领域普通技术人员基于本描述将理解，表A中所列参数可改变，以在制备具有不同构造的过滤嘴棒时提供相似的高输出速度。图11-15示出了物体插入器的第五实施例。为了描述的目的，图11-15的物体插入器310与图7-9所示的物体插入器210的不同主要在于第一和第二加速腔室374、376的结构和功能以及它们将胶囊提供给插入轮350的方式。出于讨论简便，与图7-9的实施例的结构和功能相同或大体上类似的部分将不再重复。图13示出了分解的各个阶段的第一加速腔室374。第二加速腔室376可以具有与第一加速腔室374相同或大致类似的结构。加速腔室374可以包括旋转部分和非旋转部分的组合。例如，加速腔室374可以包括基部301，该基部301以固定的方式安装在物体插入器310上，例如，固定到物体插入器310的基部板303（见图11和12）。例如，通过使用螺钉或其它紧固件，能够以固定的方式将外引导环和内引导环305a、305b安装在基部板303上。例如，使用螺钉或其它紧固件可以将遮盖板307固定到外引导环305a，以形成基本上封闭的涡旋腔室，其将结合图14来更详细地说明。仍参照图13，加速腔室374还可以包括计量供给鼓309，该计量供给鼓相对于前述固定元件旋转（例如，在驱动马达的功率下，如后所述），以便将胶囊传送至插入轮350。图13A是引导环305a、305b的实施例的详细视图，将在以下更详细描述。图14是加速腔室374的横向横截面视图，示出了非旋转的元件。图15是加速腔室374的横向横截面视图，示出了非旋转元件和旋转元件。参照图14，基部301、引导环305a、305b以及遮盖板307可以限定涡旋腔室311，例如，在通过端口孔315从腔室313供应的推动空气的力的作用下，胶囊围绕该涡旋腔室313旋转。根据一个实施例，推动空气使胶囊在涡旋腔室311内以每分钟大约150和大约300米之间的速度，更具体地是每分钟大约230米的速度旋转，然而可以是其它速度。对于涡旋腔室周向的大部分（例如，大约250°至大约300°，或大约270°），通过遮盖引导环305a、305b之间空间的挡板317，可以将胶囊捕获在涡旋腔室311中。然而，如图14的顶部所示，涡旋腔室311的传递区域319可以不被挡板所遮盖，从而允许胶囊在引导环305a、305b之间从涡旋腔室311漏出。根据实施例，传递区域319可以延伸涡旋腔室周向的大约60°至大约110°，或者更具体而言是涡旋腔室周向的大约90°。图15类似于图14，但其添加了旋转的计量供给鼓309。计量供给鼓309可以在驱动机构321的功率下旋转，诸如具有联接到毂机构323的输出轴的驱动马达，该毂机构323连接到计量供给鼓309，然而也可以是其它的驱动结构。仍然参照图15，通过传递区域319从涡旋腔室311漏出的胶囊转移进入旋转的计量供给鼓309的计量供给轮孔穴325（例如，孔）中（也见图16）。在传递到插入轮350之前，由遮盖计量供给轮孔穴325的引导器327（示于图12和15）将胶囊保持在计量供给轮孔穴325中，直到胶囊传递到插入轮350的孔穴中，或者胶囊传递到插入轮350的孔穴之前不久。外引导环和内引导环305a、305b可以包括斜切的表面331a、331b。根据实施例，斜切的表面可以相对于水平倾斜大约30°和大约60°之间，例如大约45°。斜切的表面331a、331b可以帮助引导胶囊与计量供给轮孔穴325对准。参照图12，加速腔室374、376、尤其是计量供给鼓309显示在相对于插入轮350的位置。根据一个实施例，计量供给鼓309能够以插入轮350的速度的大约一半来旋转。在传递点T或该点周围，通过引导器327保持在计量供给鼓309中的胶囊被传递到插入轮孔穴352。插入轮350、插入轮孔穴352、以及相关的结构和功能可以与之前的实施例所描述的相同或类似。可以使用快速释放机构（诸如杆、大头螺钉、或凸轮）将插入轮350和/或加速腔室374、376安装到物体插入器。快速释放机构能够允许轮被释放并且接下来旋转和/或轴向滑动，以便有利于加速腔室374、376与插入轮350的对准和/或对齐。仍参照图12，可以使用组合的气闸和计量供给单元和馈送管370、372将胶囊从储存腔室322供应到加速腔室274、276。根据一个实施例，馈送管307、372能够通过开口355将胶囊传送进入加速腔室274、276，如图16所示。开口355能够包括一斜切，该斜切以与流过腔室的空气流相同或近似相同的轨迹将胶囊引导进入涡旋腔室311。根据一个实施例，传感器可以位于涡旋腔室309中，该传感器检测腔室中胶囊的量，并且控制储存腔室322，当传感器检测的水平降低到低于预先确定的水平，则将胶囊供应到涡旋腔室309。图16示出了将计量供给鼓309从加速腔室374移去，露出驱动机构321的输出轴329以及连接到计量供给鼓309的毂机构323。参照图13A，引导环305a、305b的实施例可以包括弯曲区域（chicaneregion）。如上所述，引导环305a、305b引导胶囊进入计量供给轮孔穴325。一旦计量供给轮孔穴325之一中的胶囊被传送到插入轮350，则涡旋腔室311中的胶囊能够接着进入当前空着的孔穴325。弯曲区域333可以防止这在无意中发生。引导环305a、305b之间的开口可以不与计量供给鼓309中的计量供给轮孔穴325对准。然而，可以基本上与传递区域319一致的弯曲区域333可以使胶囊横向偏转，以便与计量供给轮孔穴325对准。该布置能够防止胶囊在之前的胶囊被传递到插入轮350的基本上相同的时间进入计量供给轮孔穴325，以及接下来将该第二胶囊馈送到插入轮350。这将阻止额外的胶囊无意中误馈送到插入轮350。仍然参照图13A，一个或多个喷射空气351可以从弯曲333的附近的引导环射出，空气垂直于环的周向吹动。喷射空气可以帮助将胶囊从与计量供给鼓309的周边大致相切的运动重新定向为与其周边大致垂直的运动，从而有利于更快地传递到插入轮350。再次参照图15，引导器327可以限定传递点T的上游的倾斜区域（见图12）。例如，在一个实施例中，计量供给鼓309的外周和引导器327的内周之间的距离通常情况下可以是大约0.2mm。然而，对于传递点T上游大约15mm至20mm的距离，引导器可以具有倾斜的表面353（例如，内直径增加），以增加与计量供给鼓309的外周的距离，例如增加至3mm。结果，计量供给鼓309内的胶囊可以沿着倾斜的表面353移动，随着其接近传递点T，逐渐地升高离开计量供给轮孔穴325，从而确保胶囊从计量供给鼓309至插入轮孔穴352的顺畅和逐渐的过渡。参照图17，显示了引导器327的替代性实施例，其中，引导器327的所有部分或者引导器327的一部分的宽度稍小于计量供给轮孔穴325的直径。例如，对于采用3.5mm胶囊的机器，计量供给轮孔穴325可以具有大约4mm的直径，并且引导器327可以具有大约3mm的宽度。引导器327的横向侧以及计量供给轮孔穴325的外周之间的间隙可以允许空气在计量供给鼓309和引导器327之间通过，在操作中，它们可以彼此紧密地竖直靠近（例如，被大约0.2mm的间隙分开）。允许空气在计量供给轮孔穴325和引导器327的侧部之间通过能够防止胶囊在孔327中漂浮和/或防止胶囊在由涡旋腔室311中的空气施加给它们的空气压力的作用下破裂。根据实施例，引导器327的所有部分或者一部分的总宽度比对应的计量供给轮孔穴325的宽度小大约0.5mm至大约2.0mm。图18-20显示了根据第五实施例的物体插入器。为了描述的目的，物体插入器410与图11-17所示的物体插入器310的不同主要在于储存腔室422和胶囊馈送机构的结构和功能。此外，物体插入器410包括单个的加速腔室474，而不是之前的实施例中的两个。出于讨论简便，与图11-17的实施例的结构和功能相同或大体上类似的部分将不再重复论述。参照图19，馈送管461中的加压的空气将胶囊从胶囊料箱463推到加速腔室474。参照图18，桥465可以将料箱463分为上隔间463a和下隔间463b。根据一个实施例，上隔间463a的尺寸可以被定制为保持大约3kg至大约4kg之间的胶囊，下隔间463b的尺寸可以被定制为保持大约200g和大约400g之间的胶囊，然而，可以具有其它的容量。仍然参照图19，桥465可以包括孔（不可见），其稍大于胶囊尺寸（例如，直径在大约8mm和12mm之间，例如大约11.5mm），用于将胶囊馈送至下隔间463b。桥465可以作为扼流点，以便将进入下隔间463b的胶囊的流速控制为例如大约每分钟11000个胶囊。根据一个实施例，桥465和/或下隔间463b能够震动以有利于胶囊的馈送。例如，当胶囊馈送传感器467测量的下隔间463b中的胶囊的水平降低到低于预先确定的水平，则桥465和/或下隔间463b可以震动，以馈送胶囊。当加速腔室474中的胶囊的水平低于预先确定的水平时（例如，由涡旋腔室内的水平传感器测量），文氏管469馈送胶囊通过馈送管461到达加速腔室474。对于以30米/分钟运行并且以大约11600个胶囊/分钟的速度来传送胶囊的机器来说，料箱可以馈送大约12000个胶囊/分钟。本领域技术人员将意识到，其它的机器速度和胶囊馈送速度也是可以的。根据一个实施例，物体插入器410可以包括胶囊容器（未示出），例如，带有5至20千克的容量。胶囊容器可以与和料箱463相关联的传感器协作。当传感器检测到料箱463中需要额外的胶囊时，气动传输机可以将胶囊从胶囊容器传输到料箱463，以填满料箱463。参照图20和21，示出了聚集辊416和搅棒464的实施例。如之前关于图1所述的，聚集辊416可以作为枢转点，在过滤嘴材料段进入舌部420之前使它们变平。额外地或者替代性地，聚集辊可以预先折叠过滤嘴材料段以更好地有利于物体插入。根据一个实施例，穿过聚集辊416的丝束段可以具有大约30mm的直径。然后搅棒464可以将过滤嘴材料折叠为U形，具有开口的顶部，通过该开口的顶部，插入轮450插入胶囊。根据一个实施例，搅棒464可以具有锥形的横截面，例如，它可以从上游端（靠近聚集辊416）的较大横截面呈圆锥形地渐缩为下游端（靠近插入轮450）的较小的横截面。根据一个实施例，下游端可以具有下游横截面，该下游横截面在尺寸上基本等于插入轮450的外周的宽度。例如，搅棒464的上游端可以具有大约8mm的直径，搅棒464的下游顶端可以具有大约5mm的直径，插入轮450的外周也可以具有大约5mm的宽度。尽管搅棒464被显示为具有圆形的横截面，但其它的横截面也可以，诸如正方形或长方形。例如，一个实施例可以具有8mm的正方形横截面，其向下渐缩到插入轮的尺寸。根据一个实施例，搅棒464从上游端到下游端可以大约是100mm长。如图6最佳所示，搅棒464的下游端可以渐缩为与插入轮50互补的形状，例如，大致与插入轮的外周相切。参照图20和21，搅棒464可以预先折叠过滤嘴材料为U形或C形，插入轮450将胶囊放入其中。通过如上所述地渐缩搅棒464，过滤嘴材料中所得到的折叠能够逐渐地减小尺寸，直到胶囊插入之前不久，在该点，折叠的过滤嘴材料的顶部中的开口的尺寸与插入轮450的宽度相同或者稍大。通过减小过滤嘴材料的折叠的尺寸，胶囊可以被插入与胶囊本身尺寸相同或者仅稍大的折叠中，提供了在过滤嘴材料中放置每个胶囊的提高的精确度和稳定性。参照图22，根据一个实施例，物体插入器可以从胶囊生产模式调整为不含胶囊模式（“白过滤嘴”），其中，胶囊不被添加到过滤嘴材料。根据一个实施例，插入轮450可以升起离开丝束段（例如，大约160mm和220mm之间）至图22中所示的位置。这被完成，以便不能够将胶囊插入过滤嘴材料中。插入轮450接下来可以降低回到丝束段，继续胶囊生产模式。根据实施例，插入轮450的升起和降下可以通过气动方式实现，例如，使用液压缸，至少使插入轮450相对于过滤嘴材料升起。例如，插入轮450以及可选的其它元件，可以在液压缸的功率作用下，在竖直的轨道上相对于物体插入器410的其它部分滑动。一个或多个按钮471可以用于激励这些缸。当处于“白过滤嘴”模式时，聚集辊416和搅棒464（见图20）可以可选地被移去，例如使用大头螺钉或其它快速释放机构。根据实施例，将插入轮450升起到“白过滤嘴”模式可以耗费很少时间，比如一分钟。根据实施例，物体插入器410在白过滤嘴模式中可以500至700米/分钟操作，例如600米/分钟。此外，在胶囊生产模式中，实施例可以200至400米/分钟操作，例如300米/分钟，但可以是更快的速度。图23A示出了插入轮450的一部分的顶视图，图23B示出了插入轮450的一部分的局部横截面图。根据一个实施例，插入轮孔穴452可以限定接收胶囊的截锥形或截球形凹穴473。凹槽部分475可以与每个凹穴473流体连通，以便对位于孔穴452中的胶囊施加压力和/或真空。根据一个实施例，凹槽部分475的所有部分或一部分可以具有十字形（例如，四叶草形）的横截面，以提供增大的体积。凹槽部分475可以在具有真空端口479的供应轮477周围旋转，一些抽吸真空，一些排出加压空气。取决于孔穴在过程循环中的位置，真空端口479可以与凹槽部分475协作，以提供真空或压力。参照图23B的横截面图，插入轮450的实施例可以从中央区域向着外周区域渐缩，以便有利于插入轮450和支撑在其上的胶囊插入到折叠为U形的过滤嘴材料中。参考图10，结合图11-23示出和描述的物体插入器的实施例还可以用于双棒或多棒过滤嘴的生产，意味着多个插入轮能够以并排的方式安装在公共的基部上，以便将胶囊插入基本上平行的过滤嘴材料段中，然而，也可以是非平行的实施例。根据双棒和多棒实施例，多个加速腔室可以并排的方式布置，与并排的插入轮对齐。单个胶囊储存机构可以馈送所有的插入轮，或者各个插入轮可以用独立的储存机构来馈送。此外，对于每个过滤嘴材料段来说，实施例可以包括多个加速腔室，以便将胶囊供应给每个插入轮（见例如图11和12，其中，加速腔室374、376馈送插入轮350），或者单个的加速腔室可以将胶囊供应给每个插入轮（见例如图18，其中，加速腔室474将胶囊供应给插入轮450）。或者，可以使用一个加速腔室将胶囊供应给多个插入轮。根据以上所述的双棒或多棒实施例，两个或多个并排的插入轮可以安装在单个驱动轴上。类似地，每一组并排的加速腔室（例如，计量供给鼓）可以安装在单个驱动轴上。单个驱动马达可以用于转动所有的轴，例如，使用齿轮机构，或者，每个轴可以使用单独的驱动马达。根据替代性布置，不管是插入轮还是加速腔室的计量供给鼓，每个轮可以位于其自身的轴上，并且由其自身的马达驱动。此外，独立的和共享的马达的组合也是可以的。作为示例，来自两个并排的加速腔室的计量供给鼓可以安装在单个轴上并且由单个马达驱动，而两个并排的插入轮安装在独立的轴上并且由独立的马达驱动，或者反之亦可。本领域技术人员从该说明书将认识到，直接驱动和共享驱动的各种组合和子组合都是可以的，不管物体插入器是单棒、双棒、或多棒的实施例。本文描述的物体插入器的实施例可以用于沿着过滤嘴材料的长度提供胶囊的对称间隔或不对称间隔。根据提供不对称间隔的实施例，插入轮可以包括与控制器（例如，PLC）结合使用的位置传感器，利用切割器头的正时来确定插入轮孔穴的位置的时间。切割器头是位于插入轮下游的刀，其将包在纸中的过滤嘴材料切割为过滤嘴棒片段。例如，根据一个实施例，接近传感器或光传感器可以位于插入轮上，与特定的插入轮孔穴对齐，以使得插入轮孔穴的位置与下游切割器头的正时同步。或者，插入轮上的轴编码器可以被用于使得插入轮孔穴与下游切割器头的正时同步。对于胶囊的不对称间隔，可以使用不对称的插入轮。更具体而言，插入轮可以具有围绕其周向不对称地隔开的插入轮孔穴。例如，相邻的插入轮孔穴可以以交替的27mm和28mm间隔分隔开，然而，也可以是其它的增量。对于不对称的插入轮，一旦与切割器头同步，该轮可以以基本上恒定的速度相对于过滤嘴材料旋转，并且以选定的不对称间隔将胶囊插入过滤嘴材料中。或者，利用PLC的电子控制可以用于以固定间距的插入轮来提供胶囊的不对称的间隔，例如通过改变插入轮相对于过滤嘴材料的速度来增加和减小胶囊之间的间隔。此外，不管是使用胶囊的对称插入还是不对称插入，利用可编程逻辑控制器（PLC）的电子控制可以被用于以比插入轮孔穴之间的物理间隔更大或更小的间距将胶囊插入过滤嘴材料。例如，对于在插入轮孔穴之间具有30mm间距的插入轮，可以使用电子控制使插入轮相对于过滤嘴材料过度旋转，以便得到25mm的胶囊间隔。或者，对于相同的插入轮，可以使用电子控制使插入轮相对于过滤嘴材料不充分旋转，以便得到35mm的间隔。本领域技术人员从以上描述将意识到，可以使用对称和不对称插入轮以及电子控制方案的各种组合来获得过滤嘴材料中胶囊之间的变化的对称和不对称的距离。本说明书图示和讨论的实施例仅用于教导本领域普通技术人员以本发明人所知的制作和使用本发明的最佳方式。本说明书中的任何内容均不应视为限制本发明的保护范围。所有举例为示范性和非限制的。根据上述教导，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明的情况下，可对本发明的以上描述实施例进行修改或改变。应理解，在权利要求和等同物的范围内而非说明书描述的范围内，可实施本发明。