一种残废烟支的预处理装置
技术领域：
本发明属于烟支处理技术领域，特别涉及一种残废烟支的预处理方法和该方法配套的装置。
背景技术：
一直以来，卷烟机生产过程中产生的残废烟支或采用集中后混合处理，或在线式单独处理，所采用的有以下几种：如烟支加湿滚打式，烟支水线加湿滚打式，烟支纵向切刀式，激光烟支纸张解剖式等烟支破碎方法。例如烟支水线加湿滚打式时，对烟支纵向采用加水形成水线，使烟条纵向局部实现软化，然后利用旋转打钉打击烟支，实践证明：如果水线太宽（加水量大）尽管烟纸的破开率高，但烟丝的破碎率也很高，且烟丝吸收的水分多，不能满足卷烟工艺的要求；如果水线太窄（加水量小）则烟纸的破开率低，不能满足工艺要求。
所说的烟支纵向切刀式是采用旋转切刀，沿烟支纵向将卷烟纸破开，该法存在切刀磨损大，烟支中的烟丝破碎率高的缺点。
中国专利201410179260.X，描述一种激光“切剖式”的残烟处理，是利用激光沿烟支纸张表面形成连续的切割割口，实现烟支纸张破开的过程，然而，连续的切割激光或者重复聚焦的连续排列点状激光对纸张进行切割，必然容易产生纸张被激光点燃的情况，从而会产生了严重的火灾隐患。
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纸张安全且破开效率高、烟丝破碎率低的、水分变化小的残废烟支处理方法，从而克服上述现有技术中的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种残废烟支的预处理方法，按照如下步骤进行：
S1,在烟支表面形成至少一排孔洞，相邻所述孔洞之间间隔一定间距；因为是间隔打孔，这样既能够降低纸张的局部抗撕拉强度，又能够避免了激光长时间灼烧造成的局部起火燃烧。
S2,水线喷或涂在相邻孔洞之间的烟支表面上；水线的作用为两个，一个是给烟支表面降温，防止激光灼烧带来的火患，另一方面用水浸湿烟纸会降低烟纸的抗张强度，更容易破裂。
S3,压辊碾压水线喷涂后的烟支，烟支破开完成，淋湿后的烟纸只要轻轻挤压就会破损，因为纸张受潮的的局部强度会大幅降低，稍加外力就能破损，我们采用压辊就是想让烟纸破损的同时不损伤烟丝，这样能够大幅度增加残烟的利用率。
步骤S1、S2、S3按照顺序执行，或者S1+S2，S1+S3，S2+S3两两顺序组合完成破开工作。
优选地，上述技术方案中，步骤S1中，至少一排空洞沿烟支长度方向排列或者沿烟支周向分布。
优选地，上述技术方案中，步骤S2中，水线喷涂在同一排孔洞中的相邻孔洞之间的烟支表面和/或两排孔洞的两个相邻孔洞之间的烟支表面。
优选地，上述技术方案中，步骤S1具体为，脉动式激光沿烟支纵向轴线实行非连续的穿孔，所述的孔洞沿烟支轴向长度为X，相邻孔洞边缘之间的间隔L，激光聚焦后的光斑直径d，激光聚焦后穿孔的光斑直径d：0.15-0.3mm，轴向孔长X：0.1-2.5mm，孔孔之间距离L:0.3-2.0mm。
优选地，上述技术方案中，轴向孔长X：0.1-1.5mm，孔孔之间距离L：0.4---2.0mm。如此的设置使得形成每个孔所需的连续发射的激光脉冲的数量小于15；相邻两个孔之间的距离，至少为单个穿孔脉冲所形成的孔洞直径。（形成最多连续发生6个激光脉冲后（每毫米的切割最多需要3-4个激光脉冲，聚焦光斑直径0.15-0.3mm），至少停发一个脉冲。
优选地，上述技术方案中，步骤S2具体为：在烟支轴向所穿孔洞的区域，施加或喷涂与烟支纵轴平行的线状排列的水珠或水线；或利用水压喷嘴，在烟支纵轴方向喷水，形成水线。
优选地，上述技术方案中，烟支轴向所穿孔洞的区域能够完全被线状排列的水珠或水线在烟支纸张表面渗透扩散形成的区域所覆盖。
优选地，上述技术方案中，所述线状排列的水珠，每个水珠直径0.5-1.5mm，间隔1-2mm；所述水线，宽0.5-1.5mm。
优选地，上述技术方案中，水珠/水线在纸张表面渗透扩散所形成的区域宽D：0.5-3mm。
优选水珠/水线在纸张表面渗透扩散所形成的区域宽D：1.5-2.0mm。
一种残废烟支的预处理装置，包括：
烟支输送装置，通过传输装置将烟支输送至每个工位；
激光打孔装置，用于在烟支表面灼烧形成至少一排孔洞；
水线喷涂装置，用于浸湿孔洞所处位置的烟支包装纸；
压辊或者挤压滚，用于将烟支包装纸从浸湿处破开。
可以理解的是：本申请的核心创意点在于多工序的整合，而并非单道工序本身，我们经过实验发现：完全可以采用常规工业使用的上述4种装置进行串联式改装即可按照我们设计的加工方式进行生产，所要作的就是多工序串联后参数的适配调整，我们会在后续实施例中给出至少一种参数供公众研究参考。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本方案巧妙的将激光破拆、水线破拆和碾压破拆这三种常规破拆方式进行了整合，既能够利用他们各自的长处，又能够合理避免他们各自实行时带来的弊端，我们进行了实验后效果非常理想，非常适合后续的生产应用。
附图说明：
图1为激光打孔示意图；
图2为水线示意图；
图3为压辊破拆示意图；
图4为压辊或者结构示意图；
图5为挤压滚结构示意图；
图6为皮带传输方式的预处理装置示意图；
图7为另一种皮带输送方式的预处理装置示意图；
图8为旋转鼓轮输送方式的预处理装置示意图。
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。
本方案所述的残烟支处理装置为一种：
A、首先利用激光沿烟支纵轴方向在烟支表面形成一定间隔的、非连续的孔洞，实现纸张强度的弱化而不是完全的切破。
B、再沿孔洞线附近施加水线，进一步弱化纸张强度，同时水线覆盖所有的激光打孔孔洞位置，防止纸张被点燃。
C、双重弱化后的烟支进入压辊装置，利用压辊的压力，使烟支表面已弱化的纸张孔洞，发生连贯破损。
从而实现结构简单、无火灾隐患、高效率的烟支表面纸张破开的过程。
下面结合附图对方案描述如下：
1.如图1所示，脉动式激光沿烟支纵向轴线实行非连续的穿孔，所述的孔洞沿烟支轴向长度为X，相邻孔洞边缘之间的间隔L，激光聚焦后的光斑直径d。
优选：激光聚焦后穿孔的光斑直径d：（0.15-0.3）mm，轴向孔长X：（0.1-2.5）mm，孔孔之间距离L:（0.3-2.0）mm。
特征是：优选轴向孔长X（0.1-1.5）mm，孔孔之间距离L（0.4---2.0）mm，如此的设置使得形成每个孔所需的连续发射的激光脉冲的数量小于6；相邻两个孔之间的距离，至少为1个穿孔脉冲所形成的孔洞直径。（形成最多连续发生6个激光脉冲后，至少停发1个脉冲）实现烟支包卷纸张的第一次弱化。
例如：轴向孔长X 取1.0mm，孔孔之间距离L取1.0mm，如此的设置使得纸张的长度方向50%长度被切开，实现50%的弱化；
采用连续发射的激光脉冲数为3-4个（一般情况下，利用聚焦直径（0.15-0.3）mm的光斑点直线排列需要3-4个），即可实现X=1mm的切割；
停顿3-4个脉冲，形成孔孔之间距离L=1.0mm，既能实现纸张的弱化，又不至于使得纸张被点燃。
对于其他打孔参数对纸张强度的弱化，可以参照该计算方法。
根据试验，即使纸张弱化率达到50%-70%时（与纸张抗张强度有关），若直接挤压，也并不能实现烟支纸张的破开。
2、如图2所示，在烟支轴向所穿孔洞的区域，施加与烟支纵轴平行的线状排列的水珠或水线，所述线状排列的水珠，每个水珠直径0.5-1.5mm，间隔1-2mm；所述水线，宽0.5-1.5mm。
特征是：烟支轴向所穿孔洞的区域能够完全被线状排列的水珠或水线在烟支纸张表面渗透扩散形成的区域所覆盖；实现实现烟支包卷纸张的第二次弱化。
水珠/水线在纸张表面渗透扩散所形成的区域，宽D0.5-3mm，优选水珠/水线在纸张表面渗透扩散所形成的区域宽D：1.5-2.0mm。
所述水珠/水线出孔处，与进水管之间还有控制水流量的阀，确保出水孔处不会形成多余的水分被烟丝吸收。
例如：利用水珠或水线，通过控制施加的水量，在卷烟纸纵向表面形成宽0.5-3.0mm的水渗透区域，其纸张强度弱化数值见下数据：
其中抗张强度S=F/Lw
F--平均抗张力（N)
Lw--纸张宽度（mm）
可见，当采用≥3mm水渗透宽度时，纸张抗张强度已经非常低，很容易就剖开，但是，因水量较大，使得内部的烟丝吸收了很多水分，该烟丝因而不可以被立即重复使用，必须重新加工或者降等级使用。
试验表明，当采用0.5-1.0mm水渗透宽度时，纸张的抗张强度与对比样比较，抗张强度变化不大，此时，直接挤压时，烟支纸张仍然无法破开。
水珠/水线在纸张表面渗透扩散所形成的区域宽D：1.5-2.0mm，此时，既能够确保纸张抗张强度满足后续挤压时能够破开，同时，又能够满足烟丝并未因此吸收过多的水分，而影响直接的利用。
3、如图3所示，经过二次弱化后再由挤压条/块/滚，以平行于烟支的纵轴方向，对烟支的圆周进行挤压，使得烟支圆周受到膨胀力，由于烟支表面经过了二次弱化，所以，沿弱化线卷烟纸被破开。
优选：烟支由吸烟槽吸附，吸附槽宽度H1小于烟支直径D，，所述水珠/水线渗透区位于吸附槽的对面侧，挤压条/块/滚挤压烟支圆周上水珠/水线渗透区之外的两侧区域，形成对水珠/水线渗透区的拉扯，将卷烟纸破开。
优选：如图4所示，挤压条/块的内测宽度H2，且H2大于吸附槽宽度H1(可以形成向外的拉扯力）。
优选：如图5所示，挤压滚，左右各一个，两旋转滚的旋转方向相反，形成两侧的拉扯力，将纸张沿打孔和水线区域拉开。
可以理解的是：上述三个步骤按照顺序进行为最优方案，我们也可以可以将上述步骤两两组合实现破开功能。
例如：按照前述激光打孔步骤进行第一次弱化，试验表明：当第一次弱化实现烟纸的弱化强度达到75%-85%时，旋转拉扯滚可以在不加水的情况下将纸张拉开。即实现所述的S1+S3的步骤。
同样，在没有实施第一次弱化，而通过S2步骤，施加足够的水量，旋转拉扯滚同样也可以在不加水的情况下将纸张拉开。即实现所述的S2+S3的步骤。
试验表明：水珠/水线在纸张表面渗透扩散所形成的区域宽D：2.5mm-3mm时，在没有S1步骤的情况下，旋转拉扯滚直接将经过S2步骤的纸张拉开。即实现所述的S2+S3的步骤。此时烟丝水分略有增加，适当混合后不影响总体水分。
4、装置的方案根据输送方式的不同分为皮带输送式和旋转鼓轮输送式。
皮带输送式如图6所示：由带有烟支吸附槽的输送皮带、依次排列激光光源及聚焦装置、水线施加轮装置、挤压条/块/滚装置、进料和出料装置构成。
水线施加轮装置如图7所示优选为轮状，线速度与烟支运行的线速度相同，轮边缘为凹槽状，旋转轴中心为空心状，作为进水口，轮凹槽四周均匀分布若干小孔，该小孔与旋转轴中心空心孔相联通。
所述的旋转挤压滚，优选为中心轴不平行安置，与烟支轴线形成三棱锥状夹角，烟支进入的端，两滚之间距离开口大于烟支直径，烟支出口端，两滚之间距离开口小于烟支直径；两滚分别由齿轮传动进行旋转。
所述水线施加装置另一形式：优选旋转轮内侧带有水流分配旋转阀。所述旋转阀由中心为空心状的固定轴、与固定轴同心安置的弧状挡轮、外侧同心安装的四周带有出水孔的旋转轮，以及旋转轮驱动轴构成。
所述进水口与弧状缺口相通，旋转轮四周的出水孔，经过弧状缺口区域时，与水流接通，实现供水。其他区域没有水。
或者为一种水压喷嘴，在烟支打孔区域喷射一定宽度的水流。
旋转鼓轮输送式方案如图8所示，由带有烟支吸附槽的输送鼓、依次排列的激光光源及聚焦装置（X-Y扫描装置和F-θ场镜）、水线施加轮装置、旋转挤压鼓、进料和出料装置构成，旋转挤压鼓轮可以采用凸槽轮和伸缩块相互配合完成破拆。
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。
