一种提高在线烟支打孔通风度稳定性的打孔鼓轮及打孔装置
阅读说明：本技术 一种提高在线烟支打孔通风度稳定性的打孔鼓轮及打孔装置 (Punching drum wheel and punching device for improving stability of online cigarette punching ventilation degree ) 是由 韩梅玲 于 2021-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种提高在线烟支打孔通风稳定性的打孔鼓轮,打孔鼓轮表面设有用于运输和吸附细棒的隔离茎,在相邻隔离茎之间的鼓轮表面设有防堵结构,防堵结构的分布与细棒旋转打孔路径基本一致,防堵结构为鼓轮表面预设的变宽避胶垢槽或者鼓轮表面预设的至少一排正压吹扫孔组成,当然更好的是两者的结合,通过实验数据可以得知,两者结合能够长时间保持稳定的生产运行。(The invention discloses a punching drum wheel for improving the ventilation stability of on-line cigarette punching, wherein isolation stems for transporting and adsorbing thin rods are arranged on the surface of the punching drum wheel, an anti-blocking structure is arranged on the surface of the drum wheel between adjacent isolation stems, the distribution of the anti-blocking structure is basically consistent with the rotary punching path of the thin rods, the anti-blocking structure is formed by a widening anti-scale groove preset on the surface of the drum wheel or at least one row of positive pressure blowing holes preset on the surface of the drum wheel, the combination of the anti-blocking structure and the rubber scale groove is better, and the combination of the anti-blocking structure and the rubber scale groove can be known through experimental data, so that the stable production operation can be kept for a long time.)
技术领域
：本发明属于激光打孔技术领域，特别涉及一种提高在线烟支打孔通风稳定性的打孔鼓轮。
背景技术
：在线细棒烟支激光打孔正在得到越来越多的应用，然而，客户对打孔通风度的稳定性要求也越来越高，不仅是通风度平均值的偏差不能超过一定数值，还进行统计学的标准偏差、变异系数的考核和验收，经过我们深入的研究与观察，在实施本公司其他稳定性技术方案的基础上，对打孔鼓轮进行进一步的改进，实践证明的确能够起到提高在线烟支打孔通风度稳定性的作用。
打孔装置应用时，激光光束照射烟支表面，使得水松纸或者卷烟纸气化，并形成以孔中心为原点发生气爆、向外高速喷射的胶垢流，由于烟支在拨滚与鼓轮作用下旋转，其喷射的胶垢流会由此喷射粘在鼓轮表面，并因此使得打孔数据的不稳定。
通常的解决方案主要是采用分段式鼓轮或者在鼓轮上设计直形状的凹槽，利用凹槽形成的空间避让开胶垢，这种被动的空间避让方案虽然取得一些效果，但是对于一些通风度较大的场合，需要使用更大的激光能量，因而会产生更多的灰尘，更高的喷射速度，此时往往胶垢会杜塞填满凹槽，使得烟支打孔的通风度数据不稳。
公开于该
背景技术
部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
：本发明的目的在于提供一种能够让打孔灰尘不产生聚集的提高在线烟支打孔通风稳定性的打孔鼓轮，从而克服上述现有 技术中的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种提高在线烟支打孔通风稳定性的打孔鼓轮，打孔鼓轮表面设有用于运输和吸附细棒的隔离茎，在相邻隔离茎之间的鼓轮表面设有防堵结构，防堵结构的分布与细棒旋转打孔路径基本一致，防堵结构为鼓轮表面预设的变宽避胶垢槽或者鼓轮表面预设的至少一排正压吹扫孔组成。或者所述防堵结构为鼓轮表面预设的变宽避胶垢槽和置于变宽避胶垢槽内的至少一排正压吹扫孔组成。
我们通过现场观察发现，鼓轮上堆积的胶状物质主要是激光打孔时产生的灰尘混合形成的，所以我们的改进思路为尽量避免这些灰尘在鼓轮的打孔区域内聚集，所以我们采用了两种方案：1种为设计变径槽，通过槽中气流被挤压，形成高压，起到防止胶垢进入的效果。另一种就是直接反吹
优选地，上述技术方案中，防堵结构为鼓轮表面预设的变宽避胶垢槽，所述变宽避胶垢槽具体为：同一截面的槽口D和槽底d关系为D=d，打孔起始一端的槽宽d1与打孔结束一端的槽宽d2关系为d1＞d2。
优选地，上述技术方案中，防堵结构为鼓轮表面预设的变宽避胶垢槽，所述变宽避胶垢槽具体为：同一截面的槽口D和槽底d关系为D＞d，打孔起始一端的槽宽d1与打孔结束一端的槽宽d2关系为d1=d2。
优选地，上述技术方案中，防堵结构为鼓轮表面预设的变宽避胶垢槽，所述变宽避胶垢槽具体为：同一截面的槽口D和槽底d关系为D＞d，打孔起始一端的槽宽d1与打孔结束一端的槽宽d2关系为d1＞d2。
优选地，上述技术方案中，防堵结构为鼓轮表面预设的至少一排正压吹扫孔，正压吹扫孔为分布在每一个烟支滚转面上、与聚焦装置在烟支表面聚焦点位置对应的、沿打孔鼓轮滚转面圆周延申的气孔。
优选地，上述技术方案中，孔径1.0-3.0mm，孔分布密度2-4个/6mm弧长，使得空压气气流形成一连续的气流气幕，阻止胶垢喷射流与鼓轮接触。
优选地，上述技术方案中，孔为变径孔，包括顺序连通的缩径段、等径段和扩径段，所述缩径段的长度大于扩径段的长度。如此的设计，增加出口气流的速度，抵消激光产生的喷射胶垢气流的冲击。
优选地，上述技术方案中，正压吹扫孔也可以用外置的负压吸附装置替代，外置负压吸附装置可以理解为吸尘器的原理，将漂浮的灰尘吸走。
一种提高在线烟支打孔通风稳定性的打孔鼓轮，所述打孔鼓轮表面设有用于运输和吸附细棒的隔离茎，在相邻隔离茎之间的鼓轮表面设有防堵结构，所述防堵结构的分布与细棒旋转打孔路径基本一致，所述防堵结构为鼓轮表面预设的等宽避胶垢槽和分布在避胶垢槽中的至少一排正压吹扫孔组成。该方案是在常规的直槽基础上增加吹扫功能，主要是希望能够更好的利用现有的设备部件来提升生产品质。当然本方案的保护范围是包括采用负压吸附的，但是该方案中的正压吹扫一般不建议用负压吸附替换，因为吸附极可能会加剧灰尘的局部吸附，但是负压也可以让打孔部位清洁度增加，提高清洁度，客户可以根据需要自行连接正压或负压气源即可实现功能的切换，这很容易实现。
一种提高在线烟支打孔通风稳定性的打孔鼓轮，所述打孔鼓轮表面设有用于运输和吸附细棒的隔离茎，在所述打孔鼓轮的一侧设有拨滚和聚焦打孔装置，其特征在于：在拨滚或者聚焦打孔装置的一侧设有气流吹扫装置，所述气流吹扫装置吹出的气流对准聚焦打孔装置灼烧细棒处的轴向外侧、胶垢喷射流覆盖的区域。
优选地，上述技术方案中，气流吹扫装置也可以用负压吸附装置替代。
一种提高在线烟支打孔通风稳定性的打孔鼓轮，所述打孔鼓轮表面设有用于运输和吸附细棒的隔离茎，其特征在于：在鼓轮表面设有一圈防堵结构，所述隔离茎在防堵结构处断开，所述防堵结构的设置位置与细棒旋转打孔路径基本一致，所述防堵结构为鼓轮表面预设的一圈变宽避胶垢槽或者鼓轮表面预设的至少一圈正压吹扫孔组成。
优选地，上述技术方案中，负压吸附装置由吸尘口、负压管道、接入负压管道的负压气流构成，吸尘口设置在聚焦打孔装置灼烧细棒处的轴向外侧、胶垢喷射流覆盖的区域，所述吸尘口为一种随灰尘入口流向逐渐收缩的形状。
优选地，上述技术方案中，负压吸风的压力为50-120kPa，负压管道的管径≥25mm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
采用本方案的变宽避胶垢槽后，明显延长了打孔鼓轮稳定运行的时间，减轻设备清理维护的强度和时间，但是对于大通风度的穿孔，所需的激光能量大，喷射气流的压力也大，所以仍然会造成鼓轮的粘灰从而影响打孔数据的稳定性。
采用本方案的鼓轮表面主动防粘、清除结构，即避胶垢槽结合正压吹扫孔、吸尘装置后，明显延长了打孔鼓轮稳定运行的时间，减轻设备清理维护的强度和时间，特别是对于大通风度的烟支穿孔应用，尽管所需的激光能量大，纸张气化喷射气流的压力也增大，胶垢量也明显增多情况下，也能维持长时间的稳定运行，不会因鼓轮的粘灰从而影响打孔数据的稳定性。
附图说明
：图1.1和图1.2为现有技术存在问题的实物图；
图2为避胶垢槽示意图；
图3为激光打孔产生的胶垢喷射流示意图；
图4为逆向气流孔示意图；
图5为侧向吹风装置示意图；
图6为矩形避胶垢槽示意图；
图7为梯形避胶垢槽示意图；
图8为打孔鼓轮正压吹扫孔的分布示意图；
图9为气流小孔吹气气道示意图；
图10为避胶垢槽与逆向气流孔的示意图；
图11为避胶垢槽结合吸尘装置示意图；
图12为逆向气流孔结合吸尘装置的示意图；
图13为通槽示意图；
图14为外置吸尘工作示意图；
图15为正压吹扫孔的结构示意图。
具体实施方式
：
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1
组成：烟支旋转拨滚、打孔鼓轮、打孔鼓轮表面或者设置避胶垢槽（方案1）、或者设置正压吹扫孔（方案2）、或者设置打孔鼓轮外侧吹风装置（方案3）、激光聚焦装置构成，烟支旋转拨滚为一体长轴式、或者为里外分离式，所述打孔鼓轮有隔离茎以及分布在隔离茎两侧的烟支进烟槽和出烟槽，所述相邻两个烟支进烟槽与出烟槽之间为烟支滚转面，所述的避胶垢槽为分布在每一个烟支滚转面上、与聚焦装置在烟支表面聚焦点位置对应的、沿打孔鼓轮滚转面圆周延申的槽，防止胶垢粘在鼓轮表面。
本文所说的细棒或者烟支特指双倍长度过滤嘴烟支，避胶垢槽位于两侧烟支段或者双倍长度过滤嘴段与激光聚焦装置在烟支上汇聚点对应位置，其槽的剖面为长方形或者为梯形，优选梯形.
长方形的避垢胶槽，打孔起始端（近进烟槽端）槽宽d1至少6mm，深度H至少2mm优选d1=5mm，H=2mm，槽宽沿圆周方向逐步扩展，形成打孔结尾端（近出烟槽端）d2=4mm，形成变宽避胶垢槽，期间鼓轮旋转时，槽中气流被挤压，形成高压，起到防止胶垢进入的效果。
梯形的避垢胶槽，上槽口宽D至少3mm，下底宽d至少2mm，梯形角3-30°，深度H至少2mm。
实施例2
正压吹扫孔为分布在每一个烟支滚转面上、与聚焦装置在烟支表面聚焦点位置对应的、沿打孔鼓轮滚转面圆周延申的气孔，压缩空气流经过正压吹扫孔吹出，防止喷射气流接触鼓轮表面。正压吹扫孔为分布在每一个烟支滚转面上、与聚焦装置在烟支表面聚焦点位置对应的、沿打孔鼓轮滚转面圆周延申的气孔,孔径1.0-3.0mm，孔分布密度2-4个/6mm弧长，使得空压气气流形成一连续的气流气幕，阻止胶垢喷射流与鼓轮接触。
打孔鼓轮表面分布的胶垢槽底部的正压吹扫孔，通过气流通道鼓轮内壁孔相连，所述气流分配鼓同轴设置在打孔鼓轮的内侧，气流分配鼓表面设置有长度至少为两个鼓轮隔离茎之间的节距，并与鼓轮胶垢槽底部的逆流气流孔对应位置的气槽。
气流分配鼓表面的气槽通过轴向的气道连接压缩空气入口，如此的设计，使得只有进入打孔工作位置的鼓轮滚转面的逆流气孔有压缩空气供给，其他未到达打孔工作位置的逆流气孔没有压缩空气的供给，节约能源。
实施例3
外侧吹风装置，为设置在聚焦装置外侧的吹风装置，利用吹风气流阻止喷射胶垢接触鼓轮表面。
外侧吹风装置，利用空压气将胶垢喷射流与鼓轮隔绝，防止鼓轮面被胶垢粘连。
实施例4
一种避胶垢槽与正压吹扫孔结合的方案，所述组成：烟支旋转拨滚、打孔鼓轮、打孔鼓轮表面设置避胶垢槽、以及设置在避垢槽内底部的正压吹扫孔、激光聚焦装置构成，特征是：所述的烟支旋转拨滚为一体长轴式、或者为里外分离式，所述打孔鼓轮有隔离茎以及分布在隔离茎两侧的烟支进烟槽和出烟槽，所述相邻两个烟支进烟槽与出烟槽之间为烟支滚转面，所述的避胶垢槽为分布在每一个烟支滚转面上、与聚焦装置在烟支表面聚焦点位置对应的、沿打孔鼓轮滚转面圆周延申的槽，
正压吹扫孔为分布在每一个避胶垢槽内，压缩空气流经过正压吹扫孔吹出，防止喷射气流接触鼓轮表面。
避胶垢槽为d1=d2的直槽，方便加工降低成本。
实施例5
一种避胶垢槽与吸尘装置的组合，组成：烟支旋转拨滚、打孔鼓轮、打孔鼓轮表面设置避胶垢槽、以及设置在打孔装置与鼓轮一侧的吸尘装置、激光聚焦装置构成，特征是：所述的避胶垢槽为分布在每一个烟支滚转面上、与聚焦装置在烟支表面聚焦点位置对应的、沿打孔鼓轮滚转面圆周延申的槽，所述吸尘装置设置在打孔装置与鼓轮一侧，利用负压形成的气流，引导胶垢的喷射气流进入吸尘装置，吸尘装置接外部负压吸风源。
负压吸附装置由吸尘口、负压管道、接入负压管道的负压气流构成，吸尘口设置在聚焦打孔装置灼烧细棒处的轴向外侧、胶垢喷射流覆盖的区域，所述吸尘口为一种随灰尘入口流向逐渐收缩的形状。
优选地，上述技术方案中，负压吸风的压力为50-120kPa，负压管道的管径≥25mm。
实施例6
一种避胶垢槽与吸尘装置的组合，组成：烟支旋转拨滚、打孔鼓轮、打孔鼓轮表面设置变宽避胶垢槽、以及设置在打孔装置与鼓轮一侧的吸尘装置、激光聚焦装置构成，特征是：所述的避胶垢槽为分布在每一个烟支滚转面上、与聚焦装置在烟支表面聚焦点位置对应的、沿打孔鼓轮滚转面圆周延申的变宽槽，所述吸尘装置设置在打孔装置与鼓轮一侧，利用负压形成的气流，引导胶垢的喷射气流进入吸尘装置。负压吸附装置由吸尘口、负压管道、接入负压管道的负压气流构成，吸尘口设置在聚焦打孔装置灼烧细棒处的轴向外侧、胶垢喷射流覆盖的区域，所述吸尘口为一种随灰尘入口流向逐渐收缩的形状。负压吸风的压力为50-120kPa，负压管道的管径≥25mm。
实施例7
一种避胶垢槽与吸尘装置的组合，组成：烟支旋转拨滚、打孔鼓轮、打孔鼓轮表面设置胶垢槽、以及设置在避垢槽内底部的正压吹扫孔、设置在打孔装置与鼓轮一侧的吸尘装置、激光聚焦装置构成，特征是：所述的避胶垢槽的底部设置正压吹扫孔、通过逆向气流孔吹出带有压力的空气气流， 所述吸尘装置设置在打孔装置与鼓轮一侧，利用负压形成的气流，引导胶垢的喷射气流进入吸尘装置。
负压吸附装置由吸尘口、负压管道、接入负压管道的负压气流构成，吸尘口设置在聚焦打孔装置灼烧细棒处的轴向外侧、胶垢喷射流覆盖的区域，所述吸尘口为一种随灰尘入口流向逐渐收缩的形状。负压吸风的压力为50-120kPa，负压管道的管径≥25mm。
实施例8
一种打孔鼓轮表面避胶垢槽为通槽的技术方案，组成：烟支旋转拨滚、打孔鼓轮、打孔鼓轮圆周表面设置的避胶垢槽、激光聚焦装置构成，特征是：所述的避胶垢槽为分布在打孔鼓轮圆周的表面、与聚焦装置在烟支表面聚焦点位置对应的、沿打孔鼓轮滚转面圆周延申不间断的通槽。
试验数据：
试验条件：在线烟支打孔装置安装在同一台卷烟机上，生产同一品牌的卷烟。
检测设备：选择了设备所在卷接包车间的机台配备的成都瑞拓生产的卷烟滤棒测试仪。
样品1：矩形直胶垢槽（d=4mm、H=2mm）打孔鼓轮运行小于3小时的数据（鼓轮已经粘胶垢，但是不影响运行），sd为1.67，工艺标准sd≦2.0；
样品2：矩形直胶垢槽（d=4mm、H=2mm）打孔鼓轮运行4小时后数据（槽被胶垢堵塞），标准偏差明显偏大sd为2.09，超过工艺要求标准；
样品3：长方形变宽避胶垢槽（d1=6、d2=4mm、H=2mm）打孔鼓轮运行8小时后数据（槽被胶垢堵塞），尽管标准偏差偏大sd为2.42，超过工艺要求标准，但是，稳定工作时长矩形直胶垢槽延长1倍；
样品4：长方形直胶垢槽（d=4mm、H=2mm）+槽内逆流气孔的打孔鼓轮运行12小时后数据（鼓轮几乎没有粘胶垢），标准偏差维持sd=1.58正常范围，没有超过工艺要求标准；
样品5：长方形避胶垢通槽（d=4mm、H=2mm）打孔鼓轮运行小于8小时的数据（鼓轮已经粘胶垢，但是不影响运行），尽管标准偏差偏大sd为2.22，超过工艺要求标准，但是，稳定工作时长较矩形直胶垢槽延长1倍；
样品1（≦3H）
样品2（4H）
样品3（8H)
样品4（12H）
样品5（8H)
34.6
33.07
31.73
34.9
32.6
35.5
32.62
33.83
32.0
38.3
34.6
33.3
34.09
37.0
34.2
36
33.56
33.55
35.9
32.4
34.1
29.57
29.66
33.7
36.5
35.2
30.63
29.53
35.1
33.2
36.2
33.49
34.87
36.1
36.8
31.2
31.63
39.23
36.5
34.8
31.9
32.39
31.58
35.7
34.6
33.2
30.61
36.58
38.1
33.8
32.4
31.25
30.72
35.7
34.7
32.7
28.78
33.59
35.5
35.3
32.6
30.93
36.67
35.8
35.7
35.7
33.73
31.1
34.1
34.9
35.6
35.74
34.25
36.6
33.7
36.8
31.37
31.4
33.5
32.7
34.2
28.47
36.13
37.1
32.9
35.9
29.07
32.73
35.0
34.3
35.2
32.88
29.52
35.6
35.3
33.9
31.6
31.66
35.4
37.2
平均=34.59
平均=31.65
平均=33.54
平均=35.5
平均=34.4
Sd=1.67
Sd=2.09
Sd=2.42
Sd=1.58
Sd=2.22
Cv=4.82%
Cv=6.5%
Cv=7.23%
Cv=4.45%
Cv=6.47%
技术效果：
采用常规的直胶槽，尽管设备可以运行，但是对于大通风度的穿孔应用，只能维持很短时间的稳定运行。
采用本方案的变宽避胶垢槽后，明显延长了打孔鼓轮稳定运行的时间，减轻设备清理维护的强度和时间，但是对于大通风度的穿孔，所需的激光能量大，喷射气流的压力也大，所以仍然会造成鼓轮的粘灰从而影响打孔数据的稳定性。
采用本方案的避胶垢槽结合正压吹扫孔、吸尘装置后，明显延长了打孔鼓轮稳定运行的时间，减轻设备清理维护的强度和时间，但是对于大通风度的穿孔，所需的激光能量大，喷射气流的压力也大的应用，也能维持长时间的稳定运行，不会因鼓轮的粘灰从而影响打孔数据的稳定性。
单一方案措施的效果是有限的，最优的解决方案应该是采取组合措施，可以取得明显的效果。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
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