[其他]香烟过滤嘴包装纸激光打孔机

说明书

本发明涉及一种在香烟过滤嘴包装纸（简称包装纸）上预打孔的激光打孔机，其方法是利用脉冲激光束在香烟过滤嘴包装纸上制造通风环带，从而由过滤嘴中引进二次空气，减少烟气中有害物质的含量。

制造通风环带（稀释带）所采用的打孔方式有三种：即机械针打孔、静电（火花放电）打孔、激光打孔，由于激光打孔精度高、孔形质量好、烟气稀释度高、且设备的成本並不高，因而日益显示其优越性。当前采用的激光打孔方式有：（1）未包装前在包装纸上预打孔，（2）在脉冲激光束作用下，香烟旋转360°，在已包装的香烟过滤嘴上打孔，（3）激光器输出环形光束，利用多面镜反射，烟支无需转动，脉冲激光直接打孔。上述三种方法中，第一种方法比较简单。现多采用CO₂气体激光器，轴向流动式，它在工作中要不断更换气体混合物中的CO₂、N₂、He，为此要考虑气体混合物的更换设备，气体的混合设备等，装置复杂，工作成本高，耗电量比较大，见Hauni Perforation Systems正在开发中的I型激光打孔机，英国专利公开说明书GB2032325A等。

本发明的目的是利用小功率封离式CO₂激光打孔技术，将光学部份，机械收送纸部分，电源、电控、测量部份有机综合，在保证打孔质量和生产效率，整机性能稳定，运行可靠前提下，大幅度降低设备成本与维修费用，整机结构简单易操作，打孔指标达到国际上先进水平。

发明是这样实现的，采用一种封离式CO₂激光器，抽气除尘系统，机械送纸系统组合形成的激光打孔机，封离式CO₂激光器输出功率25－50W，它包括平面全反射镜〔1〕，凹面局部反射镜〔6〕，储气管〔4〕，水冷管〔3〕，连接放电管和储气管的螺旋形回气管〔7〕，在平面全反射镜〔1〕、凹面局部反射镜〔6〕、毛细放电管上均安装水冷系统进水口〔8〕、出水口〔9〕，与安装水流继电器的水路接通，CO₂激光器电极阴极〔2〕、阳极〔5〕接电源。

CO₂激光打孔机的抽气除尘系统，利用排烟抽风机通过抽气通道〔12〕在抽气腔〔10〕内产生负压，並形成抽气通道〔12〕与进气通道〔11〕之间的高速气流，将激光打孔时在聚焦透镜〔19〕镜片、包装纸〔18〕打孔处〔20〕形成的烟雾和粉尘全部抽送至机外。同时，用送风机将新鲜压缩空气通过送气入口〔13〕、进气通道〔15〕进入压气腔〔14〕，再穿过斜形扫气通道〔16〕，吹向聚焦透镜〔19〕镜片，驱散镜片附近的烟雾，通过渐缩喷口〔17〕，进入抽气腔〔10〕后，形成高速气流。

在CO₂激光打孔机的机械送纸系统中，交流电机〔23〕驱动恒速轴〔26〕，同时用直流电机〔22〕带动收纸轴〔25〕，其转速受收纸盘〔34〕直径的控制，当收纸盘的直径逐渐增大时，电机械杆〔31〕带动电位器〔32〕转动，从而控制可控硅调压部份输出电压逐渐减小，控制直流电机〔22〕转速变慢，使纸带转速始终保持均匀。

封离式CO₂激光器，输出波长为10.6微米的不可见中红外光束，采用机械斩波方式将连续波改变为脉冲光束，将金属制的圆盘安装在交流调速电机〔36〕轴上，该圆盘周边每隔一定间距设置开槽挡光板〔35〕，采用调整调速电机电压来控制机械斩波圆盘转数，从而控制打孔的间隔与成孔的大小。

图1 封离式CO₂激光器结构示意图

图2    抽气除尘系统示意图（图中仅列两组聚焦透镜）

图3    机械斩波工作原理图

图4    激光器电源接线实例图

图5    机械收、送纸系统示意图

图6    聚焦系统示例（双镜头组）

现结合附图与实例进一步叙述本发明的工作原理与具体结构：

参见图1：CO₂激光器是由一种长玻璃管或石英管构成，管内填充混合气体（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％、其他气体如Xe、H₂占3.3％。可控交流电源给储气管〔4〕内气体提供能量，工作电流10－16MA，最佳工作电流15MA，电压15KV，通过对管内电极施加的电压使混合气体电离，阴极〔2〕与阳极〔5〕采用冷阴极，电极材料为镍。