CN101209582A - 用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机 - Google Patents

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韩小平
熊明富
孙文
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Wuhan Chutian Laser Group Co Ltd
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Abstract

本发明涉及滤芯制造领域。本发明公开了一种用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机。包括：包括激光装置、复合滤纸传动装置、支架系统、抽烟装置、装卸装置，所述激光装置和复合滤纸传动装置由支架系统支撑，激光装置位于复合滤纸传动装置之上，抽烟装置位于激光装置之下复合滤纸传动装置之上，装卸装置位于支架系统的侧面。本发明封边加热效率高，加工速度快，结构简单。

Description

用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机
技术领域
本发明涉及滤芯制造领域，具体涉及一种用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机。
背景技术
“塑料薄膜+无纺布复合滤芯”是用于海水淡化装置的重要部件，滤芯是由“塑料薄膜+无纺布复合滤纸”卷成筒状使用的(参见图1)，图1a是卷好的滤芯成品，图1b是滤芯的俯视图，图1c是展开图。在展开图上，(2-1)是无纺布，(2-2)是塑料博膜，(2-3)是防止侧漏的封边线。目前，我国进口的生产线设备这个封边线目前都是采用热压封边的，封边后的形状见图3，在图3中：(2-3)就是封边后的断面形状，热压封边有如下弊端：
1、热压封边的原理是单面热传导，导致塑料和无纺布的接触面自融，并在压力下发生相互粘连而成型的，这样，热量从外面传至两膜的接触面时，是需要时间的，因此，其效率是比较低的。
2、由于上述原因，传导加热还会使薄膜断面的瞬时热量分布不是很理想，我们需要的是两层薄膜的接触面产生熔融状态，但是，由于热量是由外传导进来的，最热的面却在外面，当提高温度时，有可能会导致薄膜的大面积热溃，所以，一般需要低于临界温度加热，同时还须用滚筒加压，强制让其两层薄膜热熔粘接。
3、由于是传导低温+滚压，在保证两层薄膜热熔粘接封边时，必须加宽封边宽度，常用封边宽度在10mm左右，用以保证不侧漏。
尽管如此，还是难以保证100％的不侧漏，有侧漏，就意味着海水淡化的纯度不够。另外，滤芯是消耗品，需要量是很大的，要求达到相当的生产量，目前的热压封边其速度是有限的，提高产量只有靠增加设备来实现，其代价是相当高的。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种封边加热效率高，加工速度快，结构简单的用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采取以下方案：
本发明的用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机，包括激光装置、复合滤纸传动装置、支架系统、抽烟装置、装卸装置，所述激光装置和复合滤纸传动装置由支架系统支撑，激光装置位于复合滤纸传动装置之上，抽烟装置位于激光装置之下复合滤纸传动装置之上，装卸装置位于支架系统的侧面。
其中，所述激光装置包括激光器、聚焦系统，其中，聚焦系统位于激光器端部。
其中，所述复合滤纸传动装置包括放卷辊、收卷辊、伺服驱动电机、过辊、工作过辊、张力传感器、磁粉控制器，其中，放卷辊、收卷辊位于两端，过辊在中间，工作过辊位于激光装置、抽烟装置之下，伺服驱动电机用于驱动收卷辊，磁粉控制器用于控制复合滤纸卷的转动，张力传感器与磁粉控制器形成闭环控制，使复合滤纸卷的张力为恒张力。
其中，所述支架系统包括机座、左右大墙板、龙门架、激光器平移导轨、工作过辊托架，其中，左右大墙板固定在机座上，龙门架固定在左右大墙板上，激光器平移导轨固定在龙门架上，激光器安装在激光器平移导轨上，用于激光器整体左右滑移，以调整激光束与复合滤纸卷边缘的距离，工作过辊托架安装在前龙门架上，支撑着工作过辊。
其中，所述装卸装置为装卸离合器。
其中，所述过辊安装在左右大墙板上，其中间的过辊架在张力传感器上。
其中，所述收卷辊和放卷辊分别架在左右大墙板上，放卷辊轴联磁粉制动器。
(三)有益效果
1)常规的封边是热传导式热压原理，由于传导加热需要一定的时间，其熔融状态也是由外而内的逐渐过渡，需要熔融状态的膜层内表面永远比外表面来得晚，等到内层表面达到熔融状态时，则外表面又早过了熔融状态的临界点，形成表面熔溃现象，因此，现状是：内层温度一般都远低于熔融状态的临界点，另外辅以滚压，共同实现热压封边的。
本发明的激光封边用的是辐射热熔原理，由于激光的能量场极其强大，穿透率极高，几乎可以将复合滤纸由外向内同时加热到熔融状态的临界点，无须附加机械滚压，可以保证滤纸的封边100％无侧漏。
2)本发明用激光辐射热熔对滤纸封边，其效率远高于热压封边，能够大大提高产量。
3)本发明没有机械滚压部分，因此，简化了设备的功能，降低了设备的制造成本。
附图说明
图1a是塑料+无纺布复合滤纸卷制成复合滤芯的主视图的剖面图；
图1b是图1a俯视图；
图1c是图1a的展开图；
图2是复合滤纸坯料的大卷示意图；
图3是复合滤纸封边后的横截面图；
图4是本发明的主视图；
图5是图4的俯视图；
图6是图4的左视图。
图中：1、成品滤芯；2、塑料薄膜+无纺布复合滤纸；2-1、无纺布；2-2、塑料薄膜；2-3、热熔封边的热熔线；3、伺服驱动电机；4、收卷辊；5、聚焦系统；6、抽烟装置；7、激光器；8、过辊；9、张力传感器；10、激光器平移导轨；11、控制柜；12、放卷辊；13、磁粉制动器；14、左右大墙板；15、机座；16、龙门架；17、工作过辊托架；18、装卸离合器；19、工作过辊。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图4、图5、图6，本发明的一种用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机，主要由伺服驱动电机3、收卷辊4、聚焦系统5、抽烟装置6、激光器7、过辊8、工作过辊19、张力传感器9、激光器平移导轨10、控制柜11、放卷辊12、磁粉制动器13、左右大墙板14、机座15、龙门架16、工作过辊托架17、装卸离合器18组成。
过辊8安装在左右大墙板14上，中间的过辊8架在张力传感器9上，工作过辊托架17安装在前龙门架16上，支撑着工作过辊19。
收卷辊4和放卷辊12分别架在左右大墙板14上，收卷辊4由伺服驱动电机3驱动而持续旋转(见图5)，放卷辊12轴联磁粉制动器13，磁粉制动器13主要是制约纸卷的转动，让纸带保持一定的张力，不至起皱，其张力大小由张力传感器9监测，张力传感器9与磁粉制动器13形成闭环控制，让纸卷的张力为恒张力。抽烟装置6固定在前龙门架16上，负责将激光热熔后产生的烟雾及时抽走。
复合滤纸的坯料安放于防卷辊12，纸头绕过过辊8，最后绕在收卷辊4上，伺服驱动电机3驱动收卷辊4，让滤纸匀速走纸，最终将放卷辊12的滤纸全部收于收卷辊4上，滤纸在匀速走纸时，位于机器上部的2台激光器7同时对滤纸进行连续的激光热熔，最后将滤纸的两侧进行封边，封边结果如图2所示。封边的整个过程，是激光的辐射热熔成型，无须附加机械滚压，热熔快、效率高、且性能稳定。
所述激光装置采用美国SYNRAD公司的48-5型50w激光器；张力传感器采用瑞安胜达控制器厂生产的ZXT-B系列自动恒张力控制器；磁粉控制器采用瑞安胜达控制器厂生产的FZ100K-3型磁粉控制器。
装卸离合器18的工作原理如下(参见图5、图6)：
旋转离合器18外端的手轮，可以将伸缩半轴伸出和缩回，从而保证收卷辊4和放卷辊12与支撑系统能分离和对接。
激光封边用的是辐射热熔原理，由于激光的能量场极其强大，穿透率极高，几乎可以将复合滤纸由外向内同时加热到熔融状态的临界点，无须附加机械滚压，可以保证滤纸的封边100％无侧漏，除非激光器坏了。
用激光辐射热熔对滤纸封边，其效率远高于热压封边，可以大大提高产量，还由于没有机械滚压部分，因此，简化了设备的功能，降低了设备的制造成本。

Claims (7)

1.一种用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机，其特征在于：包括激光装置、复合滤纸传动装置、支架系统、抽烟装置(6)、装卸装置，所述激光装置和复合滤纸传动装置由支架系统支撑，激光装置位于复合滤纸传动装置之上，抽烟装置(6)位于激光装置之下复合滤纸传动装置之上，装卸装置位于支架系统的侧面。
2.如权利要求1所述的一种用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机，其特征在于：所述激光装置包括激光器(7)、聚焦系统(5)，其中，聚焦系统(5)位于激光器(7)端部。
3.如权利要求1所述的一种用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机，其特征在于：所述复合滤纸传动装置包括放卷辊(12)、收卷辊(4)、伺服驱动电机(3)、过辊(8)、工作过辊(19)、张力传感器(9)、磁粉控制器(13)，其中，放卷辊(12)、收卷辊(4)位于两端，过辊(8)在中间，工作过辊(19)位于激光装置、抽烟装置(6)之下，伺服驱动电机(3)用于驱动收卷辊(4)，磁粉控制器(13)用于控制复合滤纸卷的转动，张力传感器(9)与磁粉控制器(13)形成闭环控制，使复合滤纸卷的张力为恒张力。
4.如权利要求1所述的一种用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机，其特征在于：所述支架系统包括机座(15)、左右大墙板(14)、龙门架(16)、激光器平移导轨(10)、工作过辊托架(17)，其中，左右大墙板(14)固定在机座(15)上，龙门架(16)固定在左右大墙板(14)上，激光器平移导轨10固定在龙门架16上，激光器(7)安装在激光器平移导轨(10)上，用于激光器整体左右滑移，以调整激光束与复合滤纸卷边缘的距离，工作过辊托架(17)安装在前龙门架(16)上，支撑工作过辊(19)。
5.如权利要求1所述的一种用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机，其特征在于：所述装卸装置为装卸离合器18。
6.如权利要求3或4所述的一种用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机，其特征在于：所述过辊(8)安装在左右大墙板(14)上，其中间的过辊(8)架在张力传感器(9)上。
7.如权利要求3或4所述的一种用于塑料薄膜、无纺布复合滤纸的激光封边机，其特征在于：所述收卷辊(4)和放卷辊(12)分别架在左右大墙板(14)上，放卷辊(12)轴联磁粉制动器(13)。
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