專利名稱：一種串列式卷煙紙電火花打孔電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于卷煙紙電火花打孔電極技術(shù)領(lǐng)域。
科學(xué)研究表明，吸煙過(guò)程中吸入的煙氣含有多種有害物質(zhì)，(如焦油，一氧化碳等)，尤其含有致癌物質(zhì)，對(duì)人體危害極大。如何降低有毒成份的吸入量成為卷煙行業(yè)關(guān)注的大問(wèn)題。采用對(duì)卷煙紙打孔，提高紙的透氣度，使煙絲充分燃燒，是行之有效的方法。實(shí)驗(yàn)證明透氣度從12Coreste增加到70－100Coreste，每支煙的吸入焦油含量可下降15－30％，效果是十分顯著的。
目前所有的打孔方法有兩類。一類是激光打孔，另一類是電火花打孔。激光打孔的優(yōu)點(diǎn)是孔大、均勻、透氣度高。它的主要問(wèn)題是只能打一、二排孔。打多排孔會(huì)由于激光管的數(shù)目多、設(shè)備龐大、費(fèi)用高，難于實(shí)現(xiàn)。電火花打孔，孔小，打孔后紙的表面看不出明顯的異樣?？梢源騿闻趴祝踩菀讓?shí)現(xiàn)在很寬的紙上打多排孔。
電火花打孔是利用在一對(duì)(或多對(duì))針狀電極之間產(chǎn)生高頻高壓電火花，當(dāng)紙從針電極間隙通過(guò)時(shí)，瞬間把紙燒穿形成一個(gè)直徑為數(shù)十微米量級(jí)的小孔。
現(xiàn)有的打孔電極由于采用石英管作限流阻抗，每對(duì)放電針為并聯(lián)聯(lián)接。針和限流阻抗結(jié)合在一起，使高電壓、電暈放電、火花放電形成的高溫區(qū)集中，降低了絕緣材料的耐電壓能力，也增加了冷卻系統(tǒng)的要求。由于每一個(gè)放電回路的電流只產(chǎn)生一個(gè)火花，能量利用率低。再加上石英管周圍強(qiáng)烈的電暈放電，能量損失大，故效率很低。電暈放電使空氣電離，產(chǎn)生大量臭氧，污染環(huán)境。此外，由于放電針與限流阻抗結(jié)合在一起，不但使電極結(jié)構(gòu)大為復(fù)雜而且使放電針極對(duì)間距精度難于保證。
參考文獻(xiàn)《電工電能新技術(shù)》1991。No.2，P48－51本發(fā)明的目的是為了克服原設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，污染環(huán)境等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，在寬紙上打多排孔，少電暈放電的理想。
本發(fā)明由限流阻抗與多對(duì)放電針串接而成，利用高壓電穿透力強(qiáng)的特點(diǎn)，使一個(gè)放電電流產(chǎn)生多個(gè)火花進(jìn)行打孔的。它是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能、少電暈放電的電極，即一種串列式電火花打孔電極。


圖1a為單電極多針的串列式電火花打孔電極結(jié)構(gòu)圖；其中(1)為高頻高壓變壓器，(2)為限流阻抗，(3)為針電極，(4)是彈性?shī)A針器，(5)為絕緣支板，(6)表示火花間隙。高頻高壓變壓器(1)的一端與限流阻抗(2)的一端相連接，限流阻抗(2)的另一端與針電極對(duì)(3)的一端相連，高頻高壓變壓器(1)的另一端與針電極對(duì)(3)的另一端相連組成放電回路。針電極對(duì)(3)由彈性?shī)A針器固定并穿過(guò)絕緣支架。針電極對(duì)之間要有一適當(dāng)?shù)拈g隙(6)。圖2b為串列式卷煙紙電火花打孔電極，原理圖。
串列式打孔電極包括兩個(gè)不可缺少的部分即限流阻抗和針電極對(duì)組件。
對(duì)于
圖1a的單電極多針結(jié)構(gòu)，在放電回路中，必須串接一個(gè)起限流作用的阻抗，以保證不因針電極對(duì)之間的間隙擊穿造成短路。改變?cè)撟杩沟拇笮?，即可調(diào)節(jié)作用在針電極的電壓和通過(guò)針的電流。對(duì)于圖2的多電極多針結(jié)構(gòu)，這個(gè)限流阻抗又具有平衡的功能，使每排電極能獨(dú)立工作，不受其它電極的影響。
本實(shí)用新型用的限流阻抗為一高壓陶瓷電容器。根據(jù)運(yùn)行的電壓和阻抗或打孔的電流值、選定其電容量和耐壓水平。當(dāng)高頻高壓電源輸出電壓為13kv，放電針對(duì)為13對(duì)時(shí)，選用容量為20－100pf／40kv的陶瓷電容器，便可在27mm寬的卷煙紙上獲得40－80Coreste透氣度(紙速為100米／分)。
針電極對(duì)組件由兩個(gè)對(duì)稱的針電極(3)、夾針器(4)、絕緣支板(5)三部分組成。針電極的材料可用鎢絲和鉬絲。直徑可選用0.8－1.5mm。針徑小，火花集中，但燒蝕快；針徑大，火花變動(dòng)范圍寬，耐燒蝕。針電極對(duì)之間的火花間隙為0.8－1.2mm，間隙小，孔均勻，但對(duì)紙的傳動(dòng)精度要求高；間隙大，孔的均勻性差。絕緣支板選用環(huán)氧板加工而成，當(dāng)然用陶瓷材料對(duì)耐高溫、耐潮濕耐電壓更有利，但難加工、造價(jià)高。每一電極對(duì)的針數(shù)根據(jù)紙的打孔寬度，透氣度及電源允許的輸出電壓來(lái)確定，一般選用8－12根針為好。串接的針數(shù)多，要求電源輸出的電壓高，火花的不均勻性增加。相鄰兩針之間的最小距離以保證足夠的耐電壓強(qiáng)度為原則來(lái)選擇，一般不宜小于15mm。彈性?shī)A針器固定在絕緣支板上，使針能夠移動(dòng)，便于調(diào)節(jié)間隙。
附圖2，是多電極多針串列式電火花打孔電極結(jié)構(gòu)示意圖。
(1)為高頻高壓變壓器，(2)－1，(2)－2……為限流阻抗，(3)為針電極(6)表示火花間隙。
對(duì)于間斷工作而且運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)的場(chǎng)合，電極可以不冷卻。但是對(duì)于連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，要采用氣冷的電極結(jié)構(gòu)并配有專用的氣冷系統(tǒng)。
串列式電火花打孔電極，由于針電極對(duì)串聯(lián)聯(lián)接，放電回路中的一個(gè)電流可以打出多排孔，效率高、省電；由于限流阻抗承擔(dān)了很大一部分電壓，針電極之間的電壓較低(千伏級(jí))對(duì)絕緣支板的耐電壓要求降低；由于效率高沒有電暈造成的損耗，也就減輕了冷卻系統(tǒng)的要求；由于針電極電壓不太高，電暈現(xiàn)象很少，幾乎不存在臭氧問(wèn)題。
本實(shí)用新型與高頻高壓電源和走紙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相配合，便可根據(jù)要求，對(duì)卷煙紙和水松紙進(jìn)行打孔。
權(quán)利要求1.一種由高頻高壓變壓器(1)，限流阻抗(2)，針電極對(duì)(3)彈性?shī)A針器(4)，絕緣支架(5)組成的卷煙紙電火花打孔電極，其特征在于針電極對(duì)與限流阻抗為串聯(lián)連接。高頻高壓變壓器(1)的一端與限流阻抗(2)的一端相連接，限流阻抗(2)的另一端與針電極對(duì)(3)的一端相連，電極對(duì)之間要有適當(dāng)?shù)拈g隙(6)。
2.按權(quán)利要求1所說(shuō)的卷煙紙電火花打孔電極，其特征在于限流阻抗(2)采用陶瓷電容器。
3.按權(quán)利要求1所說(shuō)的卷煙紙電火花打孔電極，其特征在于針電極對(duì)與針電極對(duì)之間是串聯(lián)連接的。
4.按權(quán)利要求1所說(shuō)的卷煙紙電火花打孔電極，其特征在于電極可以是單排的，也可以是多排的。
專利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于卷煙紙電火花打孔電極，它由限流阻抗和針電極對(duì)兩部分組成，限流阻抗和針電極對(duì)之間采用串聯(lián)連接，并且針電極對(duì)可以是單排，亦可以是多排。采用這樣的串聯(lián)結(jié)構(gòu)的卷煙紙電火花打孔電極，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能量利用率高，不污染環(huán)境，并且對(duì)冷卻條件也要求不高。
文檔編號(hào)B26F1/00GK2127053SQ92208089
公開日1993年2月17日 申請(qǐng)日期1992年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月29日
發(fā)明者吳漢基, 安世民, 劉文喜, 馮學(xué)章, 豐惠芬, 張志遠(yuǎn), 龐紅勛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心