一种多规格烟支动态吸阻仿真成型装置的制作方法

技术领域：

本发明属于烟支实验设备技术领域，特别涉及一种多规格烟支动态吸阻仿真成型装置。

背景技术：
：

烟草行业以往的烟支过滤嘴打孔以及烟支点燃端打孔，都需要在现场的高速卷烟机上安装相应的打孔装置，由于实验研究所需要的烟支数量少，而在线卷烟机速度高消耗大，所以给生产部门带来很大的不便且产生较大的浪费。特别是近年来对烟支动态吸阻的研究逐步开展，而影响烟支动态吸阻的主要手段就是采用烟支过滤嘴打孔以及烟支点燃端打孔，两种调节手段同时在一支卷烟上体现出来，即可实现对烟支动态吸阻的成型设定。

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。

技术实现要素：
：

本发明的目的在于提供一种多规格烟支动态吸阻仿真成型装置，从而克服上述现有技术中的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种多规格烟支动态吸阻仿真成型装置，安置在实验室烟支打孔装置上，包括至少一台激光器、过滤嘴打孔的聚焦装置、点燃端打孔的振镜扫描聚焦装置、气流分配盘和鼓轮、旋转吸嘴，其特征在于：鼓轮为至少适应两种烟支直径规格的鼓轮，所述鼓轮的一侧装配有气流分配盘、气流控制电磁阀、与鼓轮轴传动相连的伺服马达、对鼓轮或鼓轮轴进行角度定位的轴编码器或者定位传感器、至少一个旋转吸嘴，前述所有部件均通讯连接控制系统。

本发明进一步限定的技术方案为：

优选地，所述过滤嘴打孔的聚焦装置位于旋转吸嘴的外侧，负责烟支过滤嘴圆周打孔以形成整支卷烟的吸阻初步设定；

所述的烟支点燃段轴向打孔的振镜扫描聚焦装置位于鼓轮的外侧，负责烟支点燃段轴向孔、槽的成型，与烟支过滤嘴打孔一起，形成动态变化的烟支吸阻设定；

所述旋转吸嘴的旋转轴与吸附烟支的中心轴重合。

优选地，上述技术方案中，鼓轮表面周向分布有至少种规格尺寸的吸附槽，所述鼓轮内设有与吸附槽相同数量种类的负压吸附通路，所述负压吸附通路的两端开口分别在吸附槽的槽底和鼓轮轴向侧面，所述负压吸附通路沿鼓轮的轮身径向分布并与两端开口连通；每种规格的吸附槽的槽底对应设有的负压吸附孔分布在鼓轮轴向侧面不同直径的圆周上，分别是a圆周、b圆周。

优选地，上述技术方案中，根据权利要求1所述的多规格烟支动态吸阻仿真成型装置，其特征在于，所述的烟支点燃端打孔的振镜扫描聚焦装置位于鼓轮的外侧，与吸附在鼓轮烟支槽中的烟支表面距离约等于振镜扫描聚焦装置的聚焦焦距f1；

所述过滤嘴打孔的聚焦装置位于旋转吸嘴的外侧，与吸附在旋转吸嘴中的烟支表面距离约等于过滤嘴打孔的聚焦装置的聚焦焦距f2。

优选地，上述技术方案中，所述气流分配盘为盘式法兰结构，同轴安装在鼓轮的后侧，与鼓轮设置吸风孔侧壁相对应安装；气流分配盘与鼓轮吸风孔对应的一面分布具有至少两个圆周直径的吸风槽，分别与鼓轮侧壁吸风孔的a圆周、b圆周对应，其圆周长度满足烟支从一个鼓轮向下一个鼓轮传递的需要，该面与鼓轮的吸风孔侧壁面为紧贴配合安置。

优选地，上述技术方案中，由具有低摩擦系数的材料加工而成，包含有石墨、石墨合金、尼龙、氟橡胶等，优选石墨或者石墨合金材料。

优选地，上述技术方案中，所述吸嘴偏心安装在调节基座的旋转轴上，当所述旋转轴带动吸嘴旋转至适当角向位置时，所述旋转吸嘴的旋转轴与对应烟支的中心轴重合。

多规格烟支动态吸阻仿真成型负压吸附控制方法，按照如下步骤进行：设定烟支规格至少为2种分别为a和b，当选择a规格直径的烟支时，控制系统控制鼓轮轴的伺服马达旋转，同时检测轴编码器或定位传感器信号，当a规格烟支槽到达进料口时，检测轴编码器或a槽定位传感器发出到位信号，伺服马达旋转暂停，以此为鼓轮后续运行的初始位置，此时，电磁阀工作给所有鼓轮的a规格烟支槽提供负压吸风，a规格烟支槽与旋转吸嘴相对应，关闭所有鼓轮的b规格烟支槽提供负压吸风；

当选择b规格直径的烟支时，控制系统控制鼓轮轴的伺服马达旋转，同时检测轴编码器或b槽定位传感器信号，当b规格烟支槽到达进料口时，检测轴编码器或定位传感器发出到位信号，伺服马达旋转暂停，以此为鼓轮后续运行的初始位置，此时，电磁阀工作给所有鼓轮的b规格烟支槽提供负压吸风，b规格烟支槽与旋转吸嘴相对应，关闭所有鼓轮的a规格烟支槽提供负压吸风；

同一时间内，所有鼓轮、吸嘴、进料口中只能有同一直径规格的烟支。

多规格烟支动态吸阻仿真成型激光控制方法，按照如下步骤进行：当a规格烟支运行到振镜扫描聚焦装置下方时，激光器发出的激光经过光束偏转装置，由振镜扫描实现烟支点燃段轴向的跟踪和聚焦打孔，完成烟支点燃段打孔，此时旋转吸嘴对应的烟支a还没有到达，吸嘴处于等待状态，无须打孔；

b规格烟支也同样运行；

光束的转换由光束偏转装置控制从而实现一台激光器的分时运行处理。

本发明进一步限定的技术方案为：

进一步的，如果采用双激光器运行时，可以取消光束偏转装置，过滤嘴打孔、点燃段轴向打孔可以同时进行。

当a规格烟支运行到振镜扫描聚焦装置下方时，由振镜扫描实现烟支的跟踪和聚焦打孔，完成烟支点燃端打孔，此时旋转吸嘴对应的烟支a还没有到达，吸嘴处于等待状态，无须打孔；

b规格烟支也同样运行；光束的转换由偏振装置控制从而实现一台激光器的分时运行处理。

本发明具有如下有益效果：

本申请是针对动态吸阻实验而设计的一套设备，可以满足我公司日常的实验检测的进行，极大方便了我们公司的试验数据积累，这些数据将对我公司后续的产品研发提供强有力的数据支撑。

附图说明：

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为鼓轮结构示意图；

图3为旋转吸嘴驱动示意图；

图4为旋转正常工作时的状态示意图；

图5为鼓轮的截面示意图；

图6为气流分配盘的结构示意图；

图7为双激光器时的实施案例图；

图8为对应a、b规格烟支的吸嘴弧度示意图。

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。

一种实验室用的多规格直径烟支动态吸阻仿真成型装置，安置在实验室烟支打孔装置上，

构成：至少一台激光器、偏转装置、过滤嘴打孔的聚焦装置、烟支点燃端打孔的振镜扫描聚焦装置、进料口、至少适应两种烟支直径规格的鼓轮、气流分配盘、气流控制电磁阀、与鼓轮轴传动相连的伺服马达、对鼓轮或鼓轮轴进行角度定位的轴编码器或者定位传感器、至少一个旋转吸嘴，控制系统。

下面对每个改进点做详细描述：

①所述的烟支点燃端打孔的振镜扫描聚焦装置位于鼓轮的外侧，与吸附在鼓轮烟支槽中的烟支表面距离约等于振镜扫描聚焦装置的聚焦焦距f1；

所述过滤嘴打孔的聚焦装置位于旋转吸嘴的外侧，与吸附在旋转吸嘴中的烟支表面距离约等于过滤嘴打孔的聚焦装置的聚焦焦距f2；

②所述的至少适应两种烟支直径规格的鼓轮，表面轮流间隔分布至少两种烟支规格的吸附槽，一个槽对应吸附直径规格a的烟支，另一个槽对应吸附直径规格b的烟支；

每一种规格的吸附槽均通过内部的负压管道与鼓轮侧壁的吸风孔相通；所述的吸风孔根据烟支直径规格的不同，而分布在侧壁的不同直径圆周上；所有a规格直径烟支的吸风孔位于a圆周上，所有b规格直径烟支的吸风孔位于b圆周上；

③所述的气流分配盘为盘式法兰结构，同轴安装在鼓轮的后侧，与鼓轮设置吸风孔侧壁相对应安装；

由具有低摩擦系数的材料加工而成，包含有石墨、石墨合金、尼龙、氟橡胶等，优选石墨或者石墨合金材料；

气流分配盘与鼓轮吸风孔对应的一面分布具有至少两个圆周直径的吸风槽，分别与鼓轮侧壁吸风孔的a圆周、b圆周对应，长度满足烟支从一个鼓轮向下一个鼓轮传递的需要，该面与鼓轮的吸风孔侧壁面为紧贴配合安置；

所述两个圆周直径的吸风槽分别通过两根负压管道与一个两位三通的电磁阀或者两个独立单通道的电磁阀连接接，达到分别控制吸风槽a或b中负压吸风的目的；

④所述的采用一个旋转吸嘴安装调节基座上（即采用一个吸嘴满足两个规格直径烟支的旋转打孔时），旋转吸嘴由调节基座后部的电机驱动实现烟支的360度旋转，所述旋转吸嘴的旋转轴与烟支的中心轴重合；

所述的旋转小基座再安装在调节基座上，调节基座再由后部的旋转定位装置控制，选择不同的烟支规格，对应不同的旋转吸嘴。

⑤所述的至少一台激光器，当采用一台公用激光器同时完成两种打孔进程时，通过多任务管理电脑板进行激光分配和驱动；或者采用分时工作方式，分别完成两种打孔；

⑥工作方法：

当选择a规格直径的烟支时，控制系统控制鼓轮轴的伺服马达旋转，同时检测轴编码器或定位传感器信号，当a规格烟支槽到达进料口时，检测轴编码器或a槽定位传感器发出到位信号，伺服马达旋转暂停，以此为鼓轮后续运行的初始位置，此时，电磁阀工作给所有鼓轮的a规格烟支槽提供负压吸风，a规格烟支槽与旋转吸嘴相对应，关闭所有鼓轮的b规格烟支槽提供负压吸风；

当选择b规格直径的烟支时，控制系统控制鼓轮轴的伺服马达旋转，同时检测轴编码器或b槽定位传感器信号，当b规格烟支槽到达进料口时，检测轴编码器或定位传感器发出到位信号，伺服马达旋转暂停，以此为鼓轮后续运行的初始位置，此时，电磁阀工作给所有鼓轮的b规格烟支槽提供负压吸风，b规格烟支槽与旋转吸嘴相对应，

关闭所有鼓轮的a规格烟支槽提供负压吸风；

⑦同一时间内，所有鼓轮、吸嘴、进料口中只能有同一直径规格的烟支。

当a规格烟支运行到振镜扫描聚焦装置下方时，由振镜扫描实现烟支的跟踪和聚焦打孔，完成烟支点燃端打孔，此时旋转吸嘴对应的烟支a还没有到达，吸嘴处于等待状态，无须打孔；

b规格烟支也同样运行；光束的转换由偏振装置控制

从而实现一台激光器的分时运行处理；

当使用两台激光器打孔的技术方案时，既可以分时工作，也可以同时工作，但是制造、运行和维护成本高许多。

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。