香煙過濾嘴包裝紙激光打孔機制造技術

一種香煙過濾嘴包裝紙激光打孔機，利用該機在香煙過濾嘴包裝紙上預打孔，制造通風環帶，減少有害氣體含量．它由（１）輸出功率為２５－５０Ｗ的封離式ＣＯ－［２］激光器．輸出波長１０．６微米不可見的中紅外光；（２）激光束經機械斬波方式產生脈沖光束；（３）在聚焦透鏡〔１９〕鏡片處和包裝紙打孔處〔２０〕，安裝特制的抽氣除塵系統；（４）配有紙盤尺寸反饋自動調速裝置的機械送紙系統組成．整機耗電量少，裝置簡單，成本低．（*該技術在2006年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種在香煙過濾嘴包裝紙(簡稱包裝紙)上預打孔的激光打孔機，其方法是利用脈沖激光束在香煙過濾嘴包裝紙上制造通風環帶，從而由過濾嘴中引進二次空氣，減少煙氣中有害物質的含量。制造通風環帶(稀釋帶)所采用的打孔方式有三種即機械針打孔、靜電(火花放電)打孔、激光打孔，由于激光打孔精度高、孔形質量好、煙氣稀釋度高、且設備的成本並不高，因而日益顯示其優越性。當前采用的激光打孔方式有(1)未包裝前在包裝紙上預打孔，(2)在脈沖激光束作用下，香煙旋轉360°，在已包裝的香煙過濾嘴上打孔，(3)激光器輸出環形光束，利用多面鏡反射，煙支無需轉動，脈沖激光直接打孔。上述三種方法中，第一種方法比較簡單?，F多采用CO2氣體激光器，軸向流動式，它在工作中要不斷更換氣體混合物中的CO2、N2、He，為此要考慮氣體混合物的更換設備，氣體的混合設備等，裝置復雜，工作成本高，耗電量比較大，見Hauni perforation systems正在開發中的Ⅰ型激光打孔機，英國專利公開說明書GB2032325A等。本專利技術的目的是利用小功率封離式CO2激光打孔技術，將光學部份，機械收送紙部分，電源、電控、測量部份有機綜合，在保證打孔質量和生產效率，整機性能穩定，運行可靠前提下，大幅度降低設備成本與維修費用，整機結構簡單易操作，打孔指標達到國際上先進水平。專利技術是這樣實現的，采用一種封離式CO2激光器，抽氣除塵系統，機械送紙系統組合形成的激光打孔機，封離式CO2激光器輸出功率25-50W，它包括平面全反射鏡〔1〕，凹面局部反射鏡〔6〕，儲氣管〔4〕，水冷管〔3〕，連接放電管和儲氣管的螺旋形回氣管〔7〕，在平面全反射鏡〔1〕、凹面局部反射鏡〔6〕、毛細放電管上均安裝水冷系統進水口〔8〕、出水口〔9〕，與安裝水流繼電器的水路接通，CO2激光器電極陰極〔2〕、陽極〔5〕接電源。CO2激光打孔機的抽氣除塵系統，利用排煙抽風機通過抽氣通道〔12〕在抽氣腔〔10〕內產生負壓，並形成抽氣通道〔12〕與進氣通道〔11〕之間的高速氣流，將激光打孔時在聚焦透鏡〔19〕鏡片、包裝紙〔18〕打孔處〔20〕形成的煙霧和粉塵全部抽送至機外。同時，用送風機將新鮮壓縮空氣通過送氣入口〔13〕、進氣通道〔15〕進入壓氣腔〔14〕，再穿過斜形掃氣通道〔16〕，吹向聚焦透鏡〔19〕鏡片，驅散鏡片附近的煙霧，通過漸縮噴口〔17〕，進入抽氣腔〔10〕后，形成高速氣流。在CO2激光打孔機的機械送紙系統中，交流電機〔23〕驅動恒速軸〔26〕，同時用直流電機〔22〕帶動收紙軸〔25〕，其轉速受收紙盤〔34〕直徑的控制，當收紙盤的直徑逐漸增大時，電機械桿〔31〕帶動電位器〔32〕轉動，從而控制可控硅調壓部份輸出電壓逐漸減小，控制直流電機〔22〕轉速變慢，使紙帶轉速始終保持均勻。封離式CO2激光器，輸出波長為10.6微米的不可見中紅外光束，采用機械斬波方式將連續波改變為脈沖光束，將金屬制的圓盤安裝在交流調速電機〔36〕軸上，該圓盤周邊每隔一定間距設置開槽擋光板〔35〕，采用調整調速電機電壓來控制機械斬波圓盤轉數，從而控制打孔的間隔與成孔的大小。圖1 封離式CO2激光器結構示意圖圖2 抽氣除塵系統示意圖(圖中僅列兩組聚焦透鏡)圖3 機械斬波工作原理圖圖4 激光器電源接線實例圖圖5 機械收、送紙系統示意圖圖6 聚焦系統示例(雙鏡頭組)現結合附圖與實例進一步敘述本專利技術的工作原理與具體結構參見圖1CO2激光器是由一種長玻璃管或石英管構成，管內填充混合氣體(CO2/He/N2)，其中CO2占9.5%、N2占14.3%、He占71.4%、水蒸汽占0.4-1.4%、其他氣體如Xe、H2占3.3%?？煽亟涣麟娫唇o儲氣管〔4〕內氣體提供能量，工作電流10-16MA，最佳工作電流15MA，電壓15KV，通過對管內電極施加的電壓使混合氣體電離，陰極〔2〕與陽極〔5〕采用冷陰極，電極材料為鎳。用平面全反射鏡〔1〕，凹面局部反射鏡〔6〕接CO2激光器兩端，組成諧振腔。平面全反射鏡〔1〕基底采用K8玻璃，表面鍍金。凹面局部反射鏡〔6〕采用單晶鍺為基底，磨成鏡面后，表面鍍金膜，但中部留一小片不鍍金，輸出激光束。平面全反射鏡〔1〕、凹面局部反射鏡〔6〕、水冷管〔3〕的兩端分別接冷卻水管路的進水口〔8〕、出水口〔9〕。為了防止在斷水情況下毛細放電管發熱破壞激光器，在冷卻水管路中安裝了水流繼電器，一旦出現斷水現象，激光器上的高壓電源即被切斷。振蕩發生在CO2的兩個振動能級(00°1和10°0)之間，輸出波長為10.6微米的不可見中紅外光。N2幫助激光上能級產生大量粒子數，在氣體放電時，間接起到向CO200°1能級輸送粒子的作用。He導熱率高，有助于抽空激光下能級的粒子數，增加激光下能級10°0弛豫速率。水蒸汽(H2O)的作用是增大CO2分子下能級10°0弛豫時間，通過水蒸汽與電離附產物CO的化學作用CO+OH→CO2+H ……(1)導致了CO2的再生。參見圖4激光器輸入220V交流電，經高壓變壓器升壓，硅整流器全波整流后，並聯電容1M，串聯電感〔10H〕，再串聯限流電阻400K、加到CO2激光器的兩個電極〔2〕、〔5〕上。參見圖5，全機采用兩臺微型調速電機，實現紙帶的傳送及纏卷，設三根主軸，即放紙軸〔24〕、收紙軸〔25〕、及恒速軸〔26〕。恒速軸〔26〕由一臺交流電機〔23〕驅動，保持恒速;而收紙軸〔25〕上的紙盤直徑是不斷變化的，它由直流電機〔22〕驅動，為了保持不變的走紙速度，收紙軸的轉率應隨紙盤直徑的變化而變化，為此對收紙軸設有摩擦安全打滑套筒〔33〕，當收紙盤〔34〕直徑逐漸增大時，電機械桿〔31〕帶動電位器〔32〕轉動，控制可控硅調壓部份，使輸出電壓減小，直流電機轉速變慢，使收紙軸工作可靠，放紙軸〔24〕不設動力，僅安裝制動張緊裝置〔28〕，它使放紙盤〔27〕恒速轉動收紙卷緊，阻力穩定。全部紙帶在傳送過程中，應當處在同一個中心平面內，可由放紙軸〔24〕、收紙軸〔25〕上的調整螺母，以及定位器〔30〕調整平面位置，紙帶傳送途中設有若干導向滾軸〔29〕，它的作用是改變走紙方向並改善紙的拉張力，以利卷緊。全部傳動機構均采用滾珠軸承，使傳動靈活，運動可靠。紙帶傳送速度可以調節，應根據激光源的功率，打孔的大小，以及生產率等因素，進行調試選擇。隨動調速系統〔31、32、33〕上的紙盤可以減少收紙軸〔25〕與恒速軸〔26〕之間的速度滑差，即可保證收紙有一定的卷緊力，又可保證不會拉斷紙帶。參見圖6，本專利技術采用兩支CO2激光發生器，輸出功率20W，分別由兩套高壓電源供電。聚焦系統采用雙鏡頭結構〔19〕，雙鏡頭光心1、Ⅱ，每一鏡頭可以分別調焦，由鏡頭上的刻度顯示微調數，整個鏡頭組裝在一塊滑板上，該滑板可以通過調節旋鈕使鏡頭組左右移動。聚焦透鏡采用鍺透鏡，鏡面鍍有ZnS增透介質膜。脈沖光束進入聚焦系統，經過鍺透鏡把焦點聚在包裝紙打孔處〔20〕。該處安裝抽氣除塵盒〔21〕要嚴格注意聚焦透鏡〔19〕鏡片的清潔和它的準確平面位置。JK-1型香煙過濾嘴包裝紙激光打孔機的主要技術參數打孔速度(水松紙) 0.65M/S(相當于3000支煙/分)孔徑寬度 0.1～0.2mm孔徑長度 0.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在香煙過濾嘴包裝紙上預打孔的激光打孔機，具有ＣＯ↓〔２〕氣體激光器，水冷系統，聚焦系統，本專利技術的特征是：由封離式ＣＯ↓〔２〕激光器，抽氣除塵系統，機械送紙系統組合形成的激光打孔機，封離式ＣＯ↓〔２〕激光器輸出功率２５－５０Ｗ，它包括平面全反射鏡［１］，凹面局部反射鏡［６］，儲氣管［４］，水冷管［３］，連接放電管和儲氣管的螺旋形回氣管［７］，在平面全反射鏡［１］，凹面局部反射鏡［６］，毛細放電管上均安裝水冷系統進水口［８］，出水口［９］，與安裝水流繼電器的冷卻水管路連通。ＣＯ↓〔２〕激光器電極陰極［２］，陽極［５］接電源。

【技術特征摘要】
1.一種在香煙過濾嘴包裝紙上預打孔的激光打孔機，具有CO2氣體激光器，水冷系統，聚焦系統，本發明的特征是由封離式CO2激光器，抽氣除塵系統，機械送紙系統組合形成的激光打孔機，封離式CO2激光器輸出功率25-50W，它包括平面全反射鏡[1]，凹面局部反射鏡[6]，儲氣管[4]，水冷管[3]，連接放電管和儲氣管的螺旋形回氣管[7]，在平面全反射鏡[1]，凹面局部反射鏡[6]，毛細放電管上均安裝水冷系統進水口[8]，出水口[9]，與安裝水流繼電器的冷卻水管路連通。CO2激光器電極陰極[2]，陽極[5]接電源。2.如權利要求1所述的CO2激光打孔機的抽氣除塵系統，其特征是利用排煙抽風機通過抽氣通道〔12〕在抽氣腔〔10〕內產生負壓，並形成抽氣通道〔12〕與進氣通道〔11〕之間的高速氣流，將激光打孔時在聚焦透鏡〔19〕鏡片、包裝紙〔18〕打孔處〔20〕形成的煙霧和粉塵全部抽送至機外;3.如權利要求2所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王國權，杜輝強，葛洪生，沈永康，林楓，
申請(專利權)人：鐵道部科學研究院鐵道繼續教育中心，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]