專利名稱：卷煙激光打孔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種卷煙的打孔設(shè)備，尤其涉及卷煙機(jī)在線式卷煙激光打孔裝置。
由于卷煙中含有焦油，為了降低此毒害性，國內(nèi)外煙草行業(yè)幾十年來一直致力于開發(fā)低焦油卷煙，然而由于受卷煙配方、市場銷售、消費(fèi)者口味、投入成本等種種因素影響，降焦效果一直不理想。如國內(nèi)外煙草行業(yè)較流行的CO2煙絲膨脹設(shè)備，主要利用CO2的三態(tài)(氣、液、固)并在一定條件下三態(tài)間互相轉(zhuǎn)化的特征，首先將一定量的煙絲放于一容器中，將容器密封，然后先加入CO2氣體，待容器內(nèi)壓力上升后再加入液態(tài)的CO2，以使CO2分子浸入煙絲分子之間，保持一定時(shí)間后，再按相反步驟釋放CO2，由于容器內(nèi)壓力的降低，容器中殘留的CO2則轉(zhuǎn)化為固體，從而形成煙絲與干冰的混合物，此后將該混合物粉碎后經(jīng)氣鎖加入煙絲膨脹管中，含在煙絲分子之間的CO2分子經(jīng)膨脹管內(nèi)溫度達(dá)300℃多度氣流的加熱而迅速氣化而掙脫煙絲分子與分子的束縛，從而將煙絲分子與分子之間距離打開，使煙絲體積增大而膨脹。而卷煙制絲工序中，將加入10-20％的上述煙絲，因此，混合后煙絲具有較高的填充值，從而使煙支克重下降達(dá)到間接降低焦油的作用。但這種方法存在著建設(shè)周期長、成本高、系統(tǒng)運(yùn)行復(fù)雜等弊病。
本實(shí)用新型的目的是提供一種在線式卷煙打孔設(shè)備，通過在卷煙咀棒四周打上微孔，增加卷煙透氣孔度，減少側(cè)流煙氣，從而降低卷煙焦油含量。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型主要包括激光發(fā)生器、光路系統(tǒng)、清潔系統(tǒng)、水循環(huán)冷卻系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和煙支滾卷裝置等。在現(xiàn)有的卷煙機(jī)組上，安裝二氧化碳脈沖式激光發(fā)生器，所產(chǎn)生的激光通過光束調(diào)整折射裝置、密封套管和聚焦頭組成的光路傳導(dǎo)系統(tǒng)傳遞后，聚焦在作360度旋轉(zhuǎn)的煙支咀棒上，煙支滾卷裝置由兩只作相對轉(zhuǎn)動的煙支鼓輪以及傳動裝置組成，煙支通過此裝置，在聚焦點(diǎn)處作360度轉(zhuǎn)動，由于激光的高能量且為脈沖式，從而將煙支咀棒的外包紙和水松紙打穿并打出與脈沖頻率相對應(yīng)的孔數(shù)。清潔系統(tǒng)上安裝有電磁閥與卷煙機(jī)同步工作。經(jīng)精密過濾后的壓縮空氣進(jìn)入激光光路傳導(dǎo)系統(tǒng)中的光路系統(tǒng)和聚焦頭，清潔光路，并及時(shí)吹散打孔時(shí)產(chǎn)生的煙霧。由于激光發(fā)生器系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱能，本裝置還裝有水循環(huán)冷卻系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由西門子工業(yè)可編程控制器控制，實(shí)現(xiàn)了煙支與激光脈沖的同步并通過OP／TP操作面板實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，完善了系統(tǒng)的監(jiān)控。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述附


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2和附圖3為本實(shí)用新型的電控原理圖。
在現(xiàn)有的卷煙機(jī)組上安裝激光發(fā)生系統(tǒng)的脈沖式激光發(fā)生器，此發(fā)生器采用美國相干公司生產(chǎn)的K200或K250型二氧化碳脈沖式激光發(fā)生器2，含有RF射頻電源，射頻電纜、控制裝置，備有電腦控制接口及整套控制指令集。系統(tǒng)接受可編程控器控制，打孔數(shù)、脈沖時(shí)間調(diào)整，占空比調(diào)整，激光功率調(diào)整等參數(shù)設(shè)定。由二氧化碳脈沖式激光發(fā)生器2發(fā)生的激光束經(jīng)光路系統(tǒng)，光路系統(tǒng)由光束調(diào)整折射裝置3、密封套管5和聚焦頭組成，所述的光束調(diào)整折射裝置3包括3個(gè)反射鏡、聚焦頭裝置由一只50％透射反射鏡片6、一只100％反射鏡片7和二只聚焦鏡片8構(gòu)成，所有鏡片均需經(jīng)化學(xué)處理并鍍金，光束調(diào)整折射裝置3和聚焦頭裝置分別裝在激光光束和光束調(diào)整折射光路上。聚焦頭裝置和光路系統(tǒng)上裝有噴嘴11，清潔系統(tǒng)10為一精密空氣濾清器，經(jīng)過濾后的壓縮空氣經(jīng)噴嘴11進(jìn)入激光光路系統(tǒng)和聚焦頭裝置，保持光路清潔，并及時(shí)吹散打孔時(shí)產(chǎn)生的煙霧。激光發(fā)生系統(tǒng)和光路系統(tǒng)上裝有密封套管5。激光發(fā)生器工作時(shí)會散發(fā)大量的熱，激光發(fā)生器2上裝有水冷卻系統(tǒng)9。為免除人員受激光的危害，在諧振腔和激光頭外有一護(hù)罩4。同步檢測器12裝在卷煙機(jī)機(jī)身后部。煙支滾卷裝置13由兩只作相對轉(zhuǎn)動的煙支鼓輪以及傳動裝置組成，該裝置裝在聚焦頭裝置的前方，當(dāng)煙支通過這些鼓輪時(shí)，兩只作相對轉(zhuǎn)動的煙支鼓輪使煙支在激光的聚焦點(diǎn)處作360度轉(zhuǎn)動，從而被打孔。電控系統(tǒng)包括西門子SP-300系列TP-27操作面板、可編程控制器(SP-PLC)、DI／DO模塊、AI模塊、單片機(jī)轉(zhuǎn)換板，將上述組件用接插件和數(shù)據(jù)總線按上述順序相接后，再用接插件將激光器與單片機(jī)轉(zhuǎn)換板相接，單片機(jī)轉(zhuǎn)換板再與DI／DO模塊相接。系統(tǒng)采用380V交流電，電源經(jīng)空氣開關(guān)QM1后進(jìn)入本系統(tǒng)的柜中母線，分別通過空氣開關(guān)QM3、QM4、QM5、QM6被分配給激光器2，水泵電機(jī)構(gòu)成一次回路，二次控制回路，包括電機(jī)過載保護(hù)、冷卻水位P1、水位P2、柜內(nèi)溫度T1、水溫檢測T2、柜門SW1、SW2及防護(hù)罩保護(hù)SW3和聲光報(bào)警H3。合上電源，釋放急停J1，將鑰匙開關(guān)K1置于ON，冷卻水泵工作，將鑰匙開關(guān)K2置于AUTO，裝置處工作等待狀態(tài)。起動卷煙機(jī)，同步檢測器12發(fā)出的DCP脈沖送入51系列單片機(jī)，由單片機(jī)對DCP脈沖據(jù)TP27操作指令作相位調(diào)整，發(fā)生使能信號，該使能信號由SP-PLC輸出的控制脈沖進(jìn)入一“與”門，即產(chǎn)生激光器的控制脈沖，該控制脈沖經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換板轉(zhuǎn)換后，控制二氧化碳脈沖式激光發(fā)生器2發(fā)出與DCP脈沖相對應(yīng)的激光。
采用此裝置給卷煙煙咀打孔可大大降低香煙中的焦油含量，有益于人體健康。
權(quán)利要求1.一種卷煙激光打孔裝置，主要包括二氧化碳脈沖式激光發(fā)生器(2)、光路系統(tǒng)、清潔系統(tǒng)(10)、水循環(huán)冷卻系統(tǒng)(9)、煙支滾卷裝置(13)、同步檢測器(12)和電控系統(tǒng)(1)，其特征在于在卷煙機(jī)上安置二氧化碳脈沖激光發(fā)生器(2)，型號為k系列，光路系統(tǒng)包括光束調(diào)整折射裝置(3)、聚焦頭裝置和密封套管(5)；光束調(diào)整折射裝置(3)裝在激光束的光路上，聚焦頭裝置裝在光束調(diào)整折射裝置(3)的光路上，煙支滾卷裝置(13)裝在聚焦頭裝置的前方，整個(gè)光路系統(tǒng)用密封套管(5)封裝，二氧化碳脈沖發(fā)生器(2)上配有水循環(huán)冷卻系統(tǒng)(9)，光路系統(tǒng)上清潔系統(tǒng)(10)通過空氣接頭噴嘴(1)與光路系統(tǒng)相連；電控系統(tǒng)(1)用接插件與二氧化碳脈沖發(fā)生器(2)相接。
2.按權(quán)利要求1所述的卷煙激光打孔裝置，其特征在于光束調(diào)整折射裝置(3)包括3個(gè)反射鏡；聚焦頭裝置由一只50％透鏡反射鏡片(6)、一只100％反射鏡片(7)和二只聚焦鏡片(9)構(gòu)成。
3.按權(quán)利要求2所述的卷煙激光打孔裝置，其特征在于所有鏡片均進(jìn)行化學(xué)處理并鍍金。
專利摘要一種在線式卷煙激光打孔設(shè)備,包括:脈沖式激光發(fā)生器,光路系統(tǒng)、清潔系統(tǒng)、水循環(huán)冷卻系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和煙支滾卷裝置。將此裝置安置在卷煙機(jī)組上。激光發(fā)生器系統(tǒng),所產(chǎn)生的激光通過光學(xué)系統(tǒng)傳遞后,聚焦在作360度旋轉(zhuǎn)的煙支的嘴棒上,由于激光的高能量器且為脈沖式,從而將煙支嘴棒的外包紙和水松紙打穿并打出與激光脈沖頻率相對應(yīng)的孔數(shù);整個(gè)系統(tǒng)由可編程控制器控制,實(shí)現(xiàn)了煙支與激光脈沖的同步并通過OP/TP操作面板實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對話。該卷煙激光打孔裝置具有操作性好,打孔孔數(shù)、孔排數(shù)、卷煙透氣靈活可調(diào),工作穩(wěn)定可靠,維護(hù)簡單等特點(diǎn)。
文檔編號A24D3/04GK2427292SQ002208
公開日2001年4月25日 申請日期2000年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月27日
發(fā)明者梅林 申請人:梅林