聚集组件

技术领域

本公开涉及一种用于在气溶胶生成制品的生产中使用的聚集组件。聚集组件可以是例如用于在气溶胶生成制品的生产中使用的系统的较大系统的一部分，或条制造机器的一部分。

背景技术

气溶胶生成制品常常是不同种类的棒的集合，棒中的每个棒由形成为条形状并且包裹在包装材料中的材料制成。

例如，对于加热不燃烧消费品，此类棒中的一个可以包括感官介质的聚集片材。感官介质可以是在加热时生成气溶胶的基质，例如流延叶烟草的片材。

在已知系统中，材料通常从筒管解绕，并且然后穿过会聚漏斗。会聚漏斗将材料逐渐聚集成条形状。

会聚装置位于条形成装置的入口的上游。当聚集材料接近会聚漏斗的出口时，其沉积在包装材料上。包装材料由附属带经由聚集元件从会聚漏斗的出口拉动或驱动到条形成装置。

聚集元件通常具有“半漏斗”形状。也就是说，聚集元件包括沿着机器方向分成两个部分的漏斗，使得在材料片材上方，存在半漏斗形状，并且在底部处，存在包装材料。

当材料穿过聚集元件时，材料由聚集元件逐渐聚集。也就是说，聚集元件对材料施加力。通过聚集元件的出口，材料已形成为预定直径的条。

包装材料的纵向边缘重叠并且胶合，从而形成连续圆柱形条。然后将该连续条切割成分立的杆，从而产生用在气溶胶生成制品内的期望部件。

有时，穿过聚集元件的材料带可以具有厚度或抗压缩性的出乎意料的增加(或厚度和抗压缩性两者的增加)。厚度或抗压缩性的增加可能仅是短暂的。例如，所述增加可能在从一个筒管接收的材料与从后续筒管接收的材料之间的过渡处发生。厚度或抗压缩性的增加也可能由于诸如与使用天然材料相关联的随机性的其他因素而发生。

当材料穿过聚集元件时，这种厚度或抗压缩性的“尖峰”可能导致由材料施加到聚集元件的力超过聚集元件的材料抗性。因此，聚集元件可能在出乎意料高的力下变形或断裂。移除和更换聚集元件可导致相当长的生产停机时间，因为必须固定替换的聚集元件并且将其精细地调整到正确的定位。

期望提供一种聚集元件和一种聚集材料的方法，其克服上述问题。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于在气溶胶生成制品的生产中使用的聚集组件，所述聚集组件包括聚集元件和支承组件，其中：

所述聚集元件配置成用于在所述支承组件上接收和聚集材料，所述聚集元件包括：

用于接收所述材料的入口；

用于所述材料的向外通过的出口；以及

会聚部分，其中所述会聚部分配置成从所述入口接收所述材料，其中所述会聚部分配置成当所述材料在所述聚集元件的入口与出口之间通过时在所述支承组件上聚集所述材料；并且

所述支承组件包括：

相对于所述支承组件具有固定位置的第一部分；

相对于所述第一部分可移动的第二部分，其中所述聚集元件联接到所述第二部分并且可与所述第二部分一起移动；以及

牺牲构件，所述牺牲构件配置成联接所述第一部分和所述第二部分的位置，其中所述牺牲构件配置成当由所述材料施加在所述聚集元件上的力超过预定水平时失效。

牺牲构件的使用防止聚集元件在使用中受损。如果由材料施加到聚集元件的力增加超过预定水平，则牺牲构件断裂。牺牲构件断裂去除了聚集元件上的力。通过确保聚集元件避免损坏，提供了具有减少的生产停机时间的更可靠的系统。结果，存在对效率的积极影响。另外，仅需要更换简单的件(牺牲构件)，而不是相对昂贵的部件(整个聚集元件)。牺牲构件的更换比整个聚集元件的替换更快，因为几乎不需要微调。

在一些实施例中，材料是片状材料的幅材。

在一些实施例中，材料可以包括感受器。当生产包括不可压缩感受器的条时，已知系统的问题尤其令人关注。

在一些实施例中，第二部分可旋转地联接到第一部分。旋转联接提供简单但有效的方式以允许第二部分相对于第一部分移动。此外，通过可旋转地联接第一部分和第二部分，仅需要单个固定点(也就是说，单个牺牲元件)来牢固地联接或固定第一部分和第二部分的相对位置。

在一些实施例中，支承组件进一步包括限制器元件，所述限制器元件配置成限制第二部分相对于第一部分的旋转。限制器元件可以防止第二部分与系统内的其他部件之间的碰撞。

在一些实施例中，第二部分远离支承组件被偏置。在一些实施例中，第二部分远离第一部分被偏置。将第二部分远离支承组件或远离第一部分偏置确保聚集元件上的力在牺牲元件失效之后显著减小。也就是说，一旦牺牲元件断裂，第二部分就将主动移离支承组件或移离第一部分。

在一些实施例中，牺牲构件的失效允许聚集元件移离操作位置。特别地，牺牲构件的失效去除了对第一部分和第二部分的相对位置的约束。因而，第二部分可移离支承组件或移离第一部分，并且因此减小由材料施加到聚集元件的力。

在一些实施例中，牺牲构件配置成当由材料施加在聚集元件的出口上的力超过预定水平时失效。聚集元件的直径在其出口处大体上最小。因此，由材料带施加在聚集元件上的力在聚集元件的出口处最高。结果，聚集元件的变形或失效最有可能发生在聚集元件的出口处。通过将牺牲构件的失效与施加在聚集元件的出口上的力联结，降低了聚集元件的失效风险。

在一些实施例中，牺牲构件配置成当由材料施加在聚集元件的出口上的力超过预定水平时失效，所述预定水平小于聚集元件的出口处的竖直失效负载。材料通常将竖直负载施加到聚集元件的出口。通过考虑此竖直负载，牺牲构件配置成在精确预定负载下失效。

在一些实施例中，牺牲构件配置成当由材料施加在聚集元件的出口上的力超过预定水平时失效，所述预定水平是聚集元件的出口处的竖直失效负载除以例如1.5、2或更多的安全系数。安全系数在持续操作与对聚集元件的保护之间提供平衡。

在一些实施例中，牺牲构件包括剪切销。

在一些实施例中，第一部分和第二部分各自包括用于接收牺牲构件的一部分的凹部。

在一些实施例中，支承组件进一步包括接口构件，所述接口构件定位在第一部分或第二部分的凹部内以用于在牺牲构件与凹部之间对接。

在一些实施例中，接口构件是衬套或振动隔离器。一旦牺牲构件断裂，接口构件、特别是衬套或振动隔离器确保第一部分和第二部分较少损坏或没有损坏。

在一些实施例中，牺牲构件包括硬钢或回火钢。将此类硬材料用于牺牲构件确保第一部分与第二部分之间的相对位置在使用期间得到适当维持。也就是说，牺牲构件将经受很小的失效前变形，因此聚集元件在使用期间将保持稳定。

在一些实施例中，支承组件进一步包括用于调整聚集元件相对于第二部分的位置的位置调整装置。位置调整装置允许聚集元件与上游部件(材料从上游部件传递)或下游部件(材料传递到下游部件)对准。

根据第二方面，提供了一种用于在气溶胶生成制品的生产中使用的系统，所述系统包括：

根据所述第一方面的聚集组件；以及

支承件，其中在使用中，所述聚集组件的聚集元件在所述支承件上聚集材料。

在一些实施例中，所述系统进一步包括：

在所述聚集组件上游的漏斗；以及

在所述聚集组件下游的条形成装置。

根据第三方面，公开了一种配置用于在气溶胶生成制品的生产中使用的聚集组件的方法，所述方法包括：

提供聚集元件和支承组件，所述聚集元件用于在所述支承组件上接收和聚集材料；

其中所述聚集元件包括：

用于接收所述材料的入口；

用于所述材料的向外通过的出口；以及

会聚部分，其中所述会聚部分配置成从所述入口接收所述材料，并且其中所述会聚部分配置成当所述材料在所述聚集元件的入口与出口之间通过时在所述支承组件上聚集所述材料；并且

其中所述支承组件包括：

相对于所述支承组件具有固定位置的第一部分；

相对于所述第一部分可移动的第二部分，其中所述聚集元件联接到所述第二部分并且可与所述第二部分一起移动；以及

牺牲构件，所述牺牲构件配置成联接所述第一部分和所述第二部分的位置，其中所述牺牲构件配置成当由所述材料施加在所述聚集元件上的力超过预定水平时失效。

在一些实施例中，聚集组件是本发明的第一方面的聚集组件。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：

当由所述材料施加在所述聚集元件上的力已超过预定水平，所述牺牲构件配置成在所述预定水平下失效时，从所述支承组件移除失效的牺牲构件；

所述方法可以进一步包括：提供另一个牺牲构件，所述牺牲构件配置成联接所述第一部分和所述第二部分的位置，其中所述牺牲构件配置成当由所述材料施加在所述聚集元件上的力超过预定水平时失效。

在一些实施例中，所述牺牲构件和另一个牺牲构件两者都配置成当由所述材料施加在所述聚集元件上的力超过相同的预定水平时失效。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：

确定所述聚集元件的出口处的失效负载；

选择所述牺牲构件的性质和所述牺牲构件的位置，使得所述牺牲构件在所述聚集元件失效之前失效。

如本文中所使用，术语“聚集元件”用于描述用于聚集材料的通道或通道状部件，也就是说，将来自基本上二维的某物的材料(例如片状材料的幅材)形成为三维的某物(例如条或条前体)。具体地说，聚集元件的内表面在材料行进通过聚集元件时聚集材料。材料在横向于聚集元件的纵向方向的方向上聚集。如本文中所使用，术语会聚部分用于描述聚集材料的聚集元件的部分。

如本文中所使用，术语“失效”用于描述已达到或经受失效负载或失效力的部件的失效。失效可以指开裂、分离成多于一个部分、屈服或另一阈值。

如本文中所使用，术语“失效负载”或“失效力”分别指部件可承受而不会失效的最大负载或力。

如本文中所使用，术语“牺牲构件”是指设计成在预定极限下失效以保护另一部件或允许发生附加动作或功能的部件。在所描述的实例中，牺牲构件失效所允许的附加动作是第二部分相对于第一部分的移动。

如本文中所使用，术语“预定极限”是指通常已知或考虑的极限，例如计算出的负载。

本发明在权利要求书中限定。然而，下文提供了非限制性实例的非详尽列表。这些实例的任何一个或多个特征可以与本文所述的另一实例、实施例或方面的任何一个或多个特征组合。

Ex1.一种用于在气溶胶生成制品的生产中使用的聚集组件，所述聚集组件包括：

用于在支承件上接收和聚集材料的聚集元件，所述聚集元件包括：

用于接收所述材料的入口；

用于所述材料的向外通过的出口；以及

会聚部分，其中所述会聚部分配置成从所述入口接收所述材料，其中所述会聚部分配置成当所述材料在所述聚集元件的入口与出口之间通过时在所述支承件上聚集所述材料；以及

支承组件，所述支承组件包括：

相对于所述支承件具有固定位置的第一部分；

相对于所述第一部分可移动的第二部分，其中所述聚集元件联接到所述第二部分并且可与所述第二部分一起移动；以及

牺牲构件，所述牺牲构件配置成联接所述第一部分和所述第二部分的位置，其中所述牺牲构件配置成当由所述材料施加在所述聚集元件上的力超过预定水平时失效。

Ex2.根据Ex1的聚集组件，其中所述材料是片状材料的幅材。

Ex3.根据Ex1的聚集组件，其中所述第二部分可旋转地联接到所述第一部分。

Ex4.根据Ex3的聚集组件，其中所述支承组件进一步包括限制器元件，所述限制器元件配置成限制所述第二部分相对于所述第一部分的旋转。

Ex5.根据任一前述实例的聚集组件，其中所述第二部分远离所述支承件被偏置。

Ex6.根据任一前述实例的聚集组件，其中所述牺牲构件的失效允许所述聚集元件移离操作位置。

Ex7.根据任一前述实例的聚集组件，其中所述牺牲构件配置成当由所述材料施加在所述聚集元件的出口上的力超过预定水平时失效。

Ex8.根据Ex7的聚集组件，其中所述牺牲构件配置成当由所述材料施加在所述聚集元件的出口上的力超过所述预定水平时失效，所述预定水平小于所述聚集元件的出口处的竖直失效负载。

Ex9.根据Ex8的聚集组件，其中所述牺牲构件配置成当由所述材料施加在所述聚集元件的出口上的力超过预定水平时失效，所述预定水平是所述聚集元件的出口处的竖直失效负载除以例如1.5、2或更多的安全系数。

Ex10.根据任一前述实例的聚集组件，其中所述牺牲构件包括剪切销。

Ex11.根据任一前述实例的聚集组件，其中所述第一部分和所述第二部分各自包括用于接收所述牺牲构件的一部分的凹部。

Ex12.根据Ex11的聚集组件，其中所述支承组件进一步包括接口构件，所述接口构件定位在所述第一部分或所述第二部分的凹部内以用于在所述牺牲构件与所述凹部之间对接。

Ex13.根据Ex12的聚集组件，其中所述接口构件是衬套或振动隔离器。

Ex14.根据任一前述实例的聚集组件，其中所述牺牲构件包括硬钢或回火钢。

Ex15.根据任一前述实例的聚集组件，其中所述支承组件进一步包括用于调整所述聚集元件相对于所述第二部分的位置的位置调整装置。

Ex16.一种用于在气溶胶生成制品的生产中使用的系统，所述系统包括：

根据任一前述实例的聚集组件；以及

支承件，其中在使用中，所述聚集组件的聚集元件在所述支承件上聚集材料。

Ex17.根据Ex16的系统，进一步包括：

在所述聚集组件上游的漏斗；以及

在所述聚集组件下游的条形成装置。

Ex18.一种配置用于在气溶胶生成制品的生产中使用的聚集组件的方法，所述方法包括：

提供用于在支承件上接收和聚集材料的聚集元件，所述聚集元件包括：

用于接收所述材料的入口；

用于所述材料的向外通过的出口；以及

会聚部分，其中所述会聚部分配置成从所述入口接收所述材料，并且其中所述会聚部分配置成当所述材料在所述聚集元件的入口与出口之间通过时在所述支承件上聚集所述材料；

提供支承组件，所述支承组件包括：

相对于所述支承件具有固定位置的第一部分；

相对于所述第一部分可移动的第二部分，其中所述聚集元件联接到所述第二部分并且可与所述第二部分一起移动；以及

牺牲构件，所述牺牲构件配置成联接所述第一部分和所述第二部分的位置，其中所述牺牲构件配置成当由所述材料施加在所述聚集元件上的力超过预定水平时失效。

Ex19.根据Ex18的方法，其中所述方法进一步包括：

当由所述材料施加在所述聚集元件上的力已超过所述预定水平，所述牺牲构件配置成在所述预定水平下失效时，从所述支承组件移除失效的牺牲构件。

Ex.20根据Ex19的方法，其中所述方法进一步包括提供另一个牺牲构件，所述另一个牺牲构件配置成联接所述第一部分和所述第二部分的位置，其中所述牺牲构件配置成当由所述材料施加在所述聚集元件上的力超过预定水平时失效。

Ex21.根据Ex20的方法，其中所述牺牲构件和所述另一个牺牲构件两者都配置成当由所述材料施加在所述聚集元件上的力超过相同的预定水平时失效。

Ex22.根据Ex18的方法，所述方法进一步包括：

确定所述聚集元件的出口处的失效负载；

选择所述牺牲构件的性质和所述牺牲构件的位置，使得所述牺牲构件在所述聚集元件失效之前失效。

附图说明

现在将参考附图进一步描述若干实例，其中：

图1示出了在用于气溶胶生成制品的条部件的生产中使用的典型系统的示意性透视图；

图2示出了处于操作配置的聚集组件的示意性透视图；

图3示出了处于非操作配置的图2的聚集组件的示意性透视图；

图4示出了处于操作配置的图2的聚集组件的透视图；

图5示出了处于非操作配置的图2的聚集组件的透视图；

图6示出了用于聚集组件的调整装置；

图7示出了图2的聚集组件的顶部横截面视图；以及

图8示出了用于聚集组件的牺牲构件。

具体实施方式

图1示出了用于在气溶胶生成制品的生产中使用的系统100。系统100包括用于接收待形成为条或棒的材料的会聚漏斗102。在使用中，材料在箭头10的方向上被接收。会聚漏斗102将材料逐渐聚集成条形状。

大体上，材料作为片状材料(未示出)的幅材提供，例如烟草化合物，例如流延叶烟草。片状材料的幅材可以具有5cm至25cm的宽度。片状材料的幅材可能已经经受各种预处理，包括例如卷曲。

当聚集材料接近会聚漏斗102的出口时，其位于包装材料104上。包装材料104由支承件从会聚漏斗102的出口拉动或驱动到下游部件(下文描述)。在此实例中，支承件是附属带110，但在其他实例中，支承件可以是附属舌部。

系统100进一步包括用于在支承件上接收和聚集材料的聚集元件230。聚集元件230定位在会聚漏斗102的下游。聚集元件230从会聚漏斗102接收材料，并且然后进一步将材料聚集成预定直径的条。

材料可以围绕金属条带聚集，金属条带如例如感受器(能够将电磁能转换成热量而足以从气溶胶形成基质产生气溶胶的材料)。感受器存在于最终的条内。

系统100进一步包括聚集元件230下游的条形成装置108。当材料穿过条形成装置108时，包装材料104的纵向边缘重叠并且胶合，从而形成连续圆柱形条。条形成装置108在顶部上具有开口，从而允许实现包装材料104围绕移动的压缩材料带的闭合和胶合。然后将连续条切割成分立的杆，从而产生用在气溶胶生成制品内的期望部件。

聚集元件230是聚集组件220的一部分。为了清楚起见，图1中仅示出了聚集组件220的聚集元件230。聚集组件220在图2至8中示出。

聚集元件230包括用于接收材料的入口232。聚集元件230进一步包括用于材料的向外通过的出口234。聚集元件230进一步包括会聚部分236，所述会聚部分配置成从入口232接收材料，并且在材料在聚集元件230的入口232与出口234之间通过时在支承件上聚集材料。由附属带238驱动的材料的行进方向由图2中的箭头238指示。

聚集元件230的会聚部分236具有大体上“半漏斗”形状。也就是说，聚集元件230的会聚部分236的形状对应于沿着机器方向分成两个部分的漏斗。

聚集组件220进一步包括支承组件240。大体上，支承组件240提供支承件，聚集元件230安装或联接到支承件。

支承组件240包括相对于支承件具有固定位置的第一部分242。在此实例中，在支承件是附属带110的情况下，第一部分242相对于附属带110的静态位置具有固定位置。也就是说，第一部分242在系统内是静态的。

支承组件240进一步包括第二部分244。第二部分244可相对于第一部分242移动。在此实例中，第二部分244可通过旋转相对于第一部分242移动。也就是说，第二部分244可旋转地联接到第一部分242。

在此实例中，第一部分242和第二部分244通过轴组件246可旋转地联接。如图7中所示，在此实例中，轴组件246包括延伸穿过第一部分242并且进入第二部分244中的轴2461。第一部分242相对于轴2461固定或附接到所述轴。第二部分244可以自由围绕作为旋转轴线的轴2461旋转。在此实例中，轴组件246包括安装在第二部分244内的壳体2462。第二部分244经由固定元件2463相对于壳体2462固定。在此实例中，固定元件2463延伸到轴2461的中空端中，并且可在轴2461内自由旋转。轴2461接收在壳体2462内，使得轴2461可在壳体2462内自由旋转。在一些实例中，可以在壳体2462与轴2461之间包括附加轴承或润滑剂以减少摩擦。

在其他实例中，其他合适的可旋转联接件可以用于可旋转地联接第一部分242和第二部分244。例如，轴组件246可以包括穿过第一部分242和第二部分244两者的单个轴。第一部分242可以附接到轴，同时第二部分244可以自由围绕作为旋转轴线的轴旋转。也就是说，轴自由地接收在第二部分244中的凹部内。

聚集元件230联接到第二部分244并且可与所述第二部分一起移动。也就是说，第二部分244相对于第一部分242的旋转也使聚集元件230相对于第一部分242旋转。

在此实例中，聚集元件230垂直于第二部分244的旋转轴线定向。也就是说，聚集元件230垂直于轴组件246定向。聚集元件230的出口234与轴组件246之间的距离大于聚集元件230的入口232与轴组件246之间的距离。以此方式，当第二部分244相对于第一部分242旋转时，与聚集元件230的入口232相比，聚集元件230的出口234移离支承件。

支承组件240进一步包括牺牲构件248，所述牺牲构件配置成联接第一部分242和第二部分244的位置。在此实例中，牺牲构件248防止第一部分242与第二部分244之间的相对旋转。也就是说，牺牲构件248基本上固定第二部分244相对于第一部分242的位置。

在此实例中，牺牲构件248包括细长销。第一部分242和第二部分244各自包括用于接收牺牲构件248的一部分的凹部。大体上，如图7中所示，凹部在平行于旋转轴线的方向上从第一部分242和第二部分244的对应面向内延伸。凹部位于第一部分242和第二部分244中的每一个的侧面上。在使用中，具有凹部的第一部分242的侧面面向具有凹部的第二部分244的侧面。因而，当凹部对准时，牺牲构件248可同时延伸到第一部分242和第二部分244两者中。因此，牺牲构件248可防止第一部分与第二部分244之间的相对旋转。

图2和图4示出了处于操作配置的聚集组件220。第一部分242和第二部分244定位成使对应的凹部对准。牺牲构件248延伸到第一部分242和第二部分244两者的凹部中。因此，第二部分244和聚集元件230的位置相对于第一部分242固定。因而，聚集组件220可定位成使得聚集元件230在其操作位置中定位成邻近且平行于支承件。

支承组件240可以包括用于调整聚集元件230相对于第二部分244的位置的位置调整装置250。以此方式，可调整聚集元件230的操作位置以确保聚集元件230与上游部件和下游部件对准，所述上游部件和下游部件如例如条形成装置和漏斗装置。

如图4至6中所示，在此实例中，位置调整装置250包括安装在第二部分244上的至少一个螺钉252。在使用中，推进的螺钉252压在聚集元件230上以调整其相对于第二部分244的位置。可以存在多个螺钉以在多个维度上调整聚集元件230相对于第二部分244的位置。

在使用中，当材料穿过聚集元件230时，随着会聚部分236的横截面尺寸减小，材料越来越多地由会聚部分236聚集在下面的支承件上。当材料聚集在支承件上时，材料将反作用力施加到聚集元件230。此大体上竖直的力随着材料接近聚集元件230的出口234而增加，并且通常在出口234处处于其最大值。

牺牲构件248配置成当由材料施加在聚集元件230上的力超过预定水平时失效。也就是说，牺牲构件248配置成以便具有失效负载，该失效负载对应于超过预定水平的聚集元件236上的力。

在此实例中，牺牲构件248配置成当由材料施加在聚集元件230的出口248上的力超过预定水平时失效。预定水平小于聚集元件230的出口234处的竖直失效负载。也就是说，牺牲构件248配置成在由材料施加到聚集元件230的出口234的竖直负载达到失效极限(失效极限如例如出口234处的最大容许竖直力)之前失效。

利用上述布置，从材料到聚集元件230上的向上力生成推动聚集元件230旋转的力矩。该力矩引起牺牲构件248上的剪切负载239。在此实例中，牺牲构件248是剪切销，其配置成当剪切负载达到预定剪切负载时失效。

图8示出了示例性剪切销(图7中示出)。剪切销248包括外部部分2481和位于外部部分2481之间的中心部分或凹口2482。凹口2482具有比外部部分2481小的直径，并且大体上将是剪切销中的失效点。在使用中，如图7中所示，剪切销248可定位在第一部分242和第二部分244的凹部内，使得凹口2482定位在第一部分242与第二部分244之间的界面处。将凹口定位在第一部分242与第二部分244之间的界面处确保剪切销中的断裂将允许第一部分242与第二部分244之间的相对移动。

图3示出了处于非操作配置的聚集组件220。具体地说，牺牲构件248已经失效，从而允许第二部分244相对于第一部分242旋转(如箭头所指示)。以相同方式，已允许聚集元件230移离其操作位置。这去除或至少显著减小由材料施加在聚集元件230上的力。

选择用于支承组件240的合适牺牲构件248的方法可以包括以下步骤：

-确定聚集元件230的出口234处的失效负载；

-选择牺牲构件248的合适性质和牺牲构件248的合适位置，使得牺牲构件248在聚集元件230失效之前失效。

例如，出口234处的失效负载和出口234距旋转轴线的距离可用于确定聚集元件230的失效转矩或力矩。由材料施加到牺牲构件248的转矩基本上等于由材料施加到聚集元件230的出口234的转矩。因而，可选择牺牲构件248的位置、材料和尺寸，使得牺牲构件248的失效转矩或力矩小于聚集元件230的失效转矩或力矩。

可以在上述示例计算的任何阶段处包括安全系数。也就是说，由材料施加到聚集元件230的力的预定水平(牺牲构件248配置成在该预定水平下失效)可以是聚集元件230的失效负载除以例如1.5的安全系数。

在此实例中，牺牲构件248包括硬钢或回火钢。使用不易于变形的硬材料允许维持第一部分242与第二部分244之间的相对位置。这使聚集元件230保持在正确位置以将材料聚集成正确直径。

非限制性示例计算可以如下：

Lt＝聚集元件230的出口234与旋转轴线之间的距离

Ft＝由材料施加到聚集元件230的出口234的竖直力

Ls＝牺牲构件248与旋转轴线之间的距离

Fs＝经由聚集元件230和第二部分244施加到牺牲构件248的竖直力

使牺牲构件248处的转矩等于聚集元件的出口234处的转矩：

Ft x Lt＝Fs x Ls

聚集元件230的出口234处的失效负载可以在理论上例如根据聚集元件230的形状和材料来计算。聚集元件230的出口234处的失效负载可以用已知的实验方法(或两者)来确定。

对于4000N的由出口234支承的最大竖直力，Ft＝4000N。

如果包括的安全系数为2，则Ft可以减小到2000N。也就是说，聚集元件230在使用中应仅经历至多2000N。

Fs ＝ 2000 x Lt / Ls(1)

另外，对于牺牲构件：

剪切应力＝Fs/区段的表面

Fs＝剪切应力x区段的表面

Fs＝剪切应力x Pi x(半径)

如果使用D3硬化钢，则最终剪切强度为～1220MPa，这是其最终拉伸强度的约60％。为了使D3硬化钢剪切销断裂，剪切应力必须等于其最终剪切强度。因此：

Fs ＝ 1220MPa x Pi x(半径)

作为实例，如果Lt＝195mm并且Ls＝125mm，则通过以上等式(1)和(2)相等，可计算牺牲构件248的凹口半径应为9mm。

在此实例中，接口构件249定位在第一部分242或第二部分244的凹部内(如图7中所示)。接口构件249提供牺牲构件248与凹部之间的接口。例如，接口构件249可以是衬套或振动隔离器。通过提供接口构件249以在牺牲构件248与第一部分242和第二部分244中的任一者或两者之间对接，第一部分242和第二部分244可以在牺牲构件248断裂时被保护而免受影响。也就是说，衬套或振动隔离器可以吸收或阻尼断裂牺牲构件248的机械能。这允许重复更新牺牲构件248，而不会损坏支承组件240的主体。

支承组件240可以进一步包括限制器元件，所述限制器元件配置成限制第二部分244相对于第一部分242的旋转。例如，限制器元件可以防止第二部分244的过度旋转，所述过度旋转有第二部分244与系统的部分(例如会聚漏斗102)碰撞的风险。

可以使用任何合适的限制器元件。在此实例中(如图7中所示)，限制器元件是从第二部分244突出的突出部247。突出部247延伸到第一部分242中的对应凹部中。凹部的边界界定第二部分244的移动范围。例如，凹部可以布置成弧，所述弧具有以旋转轴线为中心的半径，由此允许第二部分244相对于第一部分242旋转，直到突出部247由凹槽的端部阻挡。因而，限制器限定第二部分244的最大旋转角。

在一些实例中，聚集组件220可以朝向其非操作配置被偏置。特别地，第二部分244可以远离支承件被偏置。以此方式，当牺牲构件248断裂时，第二部分248和聚集元件230移离支承件，以确保由材料施加到聚集元件230的力被去除。可以使用任何合适的偏置装置。例如，第二部分244可以用弹簧安装到第一部分242。

如上所述对详细布置进行的各种修改是可能的。例如，第一部分242和第二部分244可以不可旋转地联接。取而代之的是，当聚集组件220移动到其非操作配置时，第二部分244可以相对于第一部分242平移。也就是说，在牺牲构件248失效时，整个聚集元件230可以移离支承件。

本领域的技术人员还应当理解，前面提到的特征或附图中示出的那些特征的任意数量的组合提供了优于现有技术的明显优势，因此在本文所述的本发明范围之内。

示意图不一定按比例描绘并出于说明性而非限制性目的呈现。附图描绘了本公开中所描述的一个或多个方面。然而，应理解，附图中未描绘的其他方面落入本公开的范围内。

为了本说明书和所附权利要求书的目的，除非另外指示，否则表示量、数量、百分比等的所有数字应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。另外，所有范围包括所公开的最大值和最小值点，并且包括其中的任何中间范围，所述中间范围可在或可不在本文中具体列举。因此，在此上下文中，数字A理解为A±25％ A。在此上下文中，数字A可以被视为包括对于数字A修改的属性的测量来说在一般标准误差内的数值。在所附权利要求中使用的某些情况下，数字A可以偏离上文列举的百分比，条件是A偏离的量不会实质上影响要求保护的本发明的基本特征和新颖特征。另外，所有范围包括所公开的最大值和最小值点，并且包括其中的任何中间范围，所述中间范围可在或可不在本文中具体列举。