CN101491367B - 错流式滚筒烘丝机 - Google Patents
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Abstract
一种错流式滚筒烘丝机，包括滚筒、热风进风管路系统和排潮管路系统以及进、出料口，其特征在于：热风管道从滚筒进料口下方伸入，热风管道进风口设在滚筒内八点钟位置(与被抄起烟丝相对一侧)，且进风口宽度与滚筒长度相等，进风口开口面朝向滚筒轴线方向实现径向进风，进风布风板沿整个进风口设置；排潮口设在十二点钟位置，开口朝下，且排潮口宽度与滚筒长度相等，滤网和出风布风板沿整个排潮口设置，排潮管道由进料口上方伸出。本发明的特点在于：通过合理设置热风进口和排潮出口，消除了沿轴线方向上处理强度不均的问题和风速对停留时间的影响。可根据产品的风格特征自由选择控制方法，降低烟丝结构波动的风险，稳定产品的物理指标等。
Description
技术领域
本发明属于烟草加工设备，具体说是涉及卷烟制丝线上一种错流式滚筒烘丝机。
背景技术
叶丝干燥是卷烟加工过程中的重要工序，该工序的工艺任务是去除烟丝中的部分水分，使烟丝得到干燥定型，增加卷曲度和弹性，提高烟丝填充能力和耐加工性，改善和提高烟丝的感官质量，使烟丝的综合质量达到一种较协调的状态，并满足后工序加工要求。滚筒烘丝机是实现此工序的主要设备之一，它是一种复合干燥方式下的干燥过程，主要传热方式为接触传导和强制对流(热风)，烟丝通过与筒壁、抄板和热风的有效接触实现传热传质，达到干燥的目的。滚筒烘丝机的主体是具有一定倾角并能转动的筒体，还包括蒸汽系统、除尘系统、热风系统和排潮系统和控制系统等部分组成。滚筒烘丝过程中，烟丝在滚筒内的运动从开始到结束的停留时间是影响其干燥质量的关键因素之一。影响烟丝在滚筒内停留时间的主要因素有滚筒倾角、滚筒转数和热风风量(风速)。
目前，按干燥介质(热风)和烟丝的流向不同，滚筒烘丝机可分为顺流式和逆流式两种。顺流式滚筒烘丝机的工作原理是：烟丝进入烘丝机进料口并到达滚筒内，由于滚筒轴线与水平面存在一定倾角，在滚筒的转动下，烟丝在滚筒内被薄板(或其它结构)抛撒，翻滚前进，一直到后室从出料口落下；同时热风从前室沿烟丝流向吹入滚筒内，使抛撒起的烟丝悬浮翻滚，与烟丝充分接触传热；烟丝升温后内部水分汽化溢出，随热空气由后室排出。逆流式滚筒烘丝机的工作原理与顺流式类似，所不同的是热风方向与烟丝流向相反，从后室吹入筒内，从前室排出。
以上两种滚筒烘丝机，热风均是从一端吹入另一端排出，距离较长，热风沿滚筒轴向方向不断与烟丝接触传热，温度逐渐降低，同时热空气的湿含量(相对湿度)不断增加，因此热空气的传热和传质能力不断降低，烟丝在运动过程中的处理强度逐渐减弱。另外，烟丝在流场内受到一轴线方向的携带力。根据邓国栋(《烟丝滚筒干燥过程数值模拟》，郑州烟草研究院研究生毕业论文)的试验研究表明，热风使顺流式烘丝机内烟丝的停留时间缩短约10％；中国专利“可减少干头干尾现象的顺流式滚筒烘丝机”(专利号200720090981.9)报道了一种解决干头干尾的滚筒烘丝机，该设备主要是将热风进风风机及排潮风机改成变频风机，在生产的起始及结束前3分钟，同时调高两风机的频率，使筒体风速从正常的1-1.5m/s加大到2.5-3m/s。提高了风吹作用力，使烟丝滞留时间从正常干燥的4-5分钟，减至2-2.5分钟，从而大大减少了干头干尾的产生量。由此可见，顺流式滚筒烘丝机热风风速的大小能够影响烟丝的停留时间。不难想象，逆流式滚筒烘丝机对停留时间也存在类似的显著影响。
筒内热交换装置蒸汽压力、滚筒转速、热风温度以及热风流量(风速)等因素均会导致烟丝的水分发生变化。目前采用的一种方法是稳定热风温度、热风流量及烘筒转速，调节进入筒内热交换装置蒸汽压力来进行出口控制，即筒壁温度控制模式；另一种方法是稳定筒内热交换装置蒸汽压力、滚筒转速，调节热风的流量来控制出口水分，即风量控制模式。目前国内卷烟企业多数采用筒壁温度控制模式，由于筒壁温度对烟丝的加工质量影响较大，易造成烟丝加工质量的波动，同时随着检测技术的发展和应用，许多企业逐渐开始采用风量控制模式。
本专利申请人在顺流式滚筒烘丝机上，对筒壁温度控制模式和风量控制模式进行了试验研究，结果发现：后者出口烟丝水分和温度的稳定性要优于前者；在感官上，两者的香气风格相差不大，烟气风格特征上略有差别；前者烟丝结构的特征尺寸呈现逐渐减小的趋势，后者则出现上下波动的趋势，但前者出口烟丝结构的稳定性要好于后者，造成后者烟丝结构稳定性差的主要原因是风量(风速)改变影响了烟丝的停留时间，尤其使尺寸较短的烟丝停留时间产生波动。同时申晓峰(《Effects of Size Distribution of Cut Filler on CigarettePhysical Quality》中文译名：《叶丝尺寸分布对卷烟烟支物理质量的影响》，62届世界烟草科学研究会议(Tobacco Science and Research Conference 2008)宣读论文)研究表明烟丝结构是影响卷烟物理指标的主要因素，因此经过两者模式处理后的卷烟产品的物理指标存在一定的差异。
发明内容
本发明正是针对目前顺流或逆流滚筒烘丝机所存在的问题设计的一种新型错流式滚筒烘丝机，通过合理设置热风进口和排潮出口，消除沿轴线方向上处理强度不均的问题，消除风速对停留时间的影响。并且可以根据产品的风格特征自由选择控制方法，降低烟丝结构波动的风险，稳定产品的物理指标等。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明的错流式滚筒烘丝机，包括设置在支架上的滚筒、与滚筒内腔相连通的热风进风管路系统和排潮管路系统以及开设在滚筒前后端面上的进、出料口，其中：热风进风管道从滚筒进料口下方伸入，进风管道进风口设在滚筒内八点钟位置，与被抄起烟丝相对一侧(若滚筒呈顺时针旋转，进风口则设在滚筒内四点钟位置，总之要保证进风口与被抄起烟丝方向相对)。进风口段呈槽型结构，且进风口宽度与滚筒长度相等，进风口开口面朝向滚筒轴线方向实现径向进风，进风布风板沿整个进风口设置；与排潮管道连通的排潮口设在十二点钟位置，排潮口段呈倒置的槽型结构，开口朝下，且排潮口宽度与滚筒长度相等，滤网和出风布风板沿整个排潮口设置，排潮管道由进料口上方伸出。
在本发明中，进风口段和排潮口段的截面均为半圆形槽型结构。
本发明的主要特点是：将热风进口设置在滚筒内部，径向送风，与烟丝形成错流，实现对流传热传质。排潮出口设置在滚筒顶部，顶部形成负压，径向吹出的热风经过热质交换直接从上方排出。送风和排风方向与烟丝流向垂直，烟丝在轴线方向没有携带力，风速的大小对烟丝停留时间没有影响，有利于出口烟丝的水分和结构的稳定，提高了设备的控制能力，尤其是风量控制模式下的控制能力；同时，送风口和出风口的宽度与滚筒长度相等，热空气沿滚筒轴线方向的温度和含湿量均匀一致，因此烟丝从进口到出口所受到的处理强度是相同的，增强了设备对处理强度的控制力。
附图说明
图1为错流式滚筒烘丝机结构示意图。
图2为热风进风口示意图。
图3为排潮口示意图。
图中：1、进料口；2、进风管道；3、热风风机；4、加热器；5、抄板；6、进风布风板；7、出料口；8、滚筒；9、出风布风板；10、滤网；11、排潮管道；12、排潮风机。
具体实施方式
本发明以下结合附图做进一步叙述：
如附图1所示：本发明的错流式滚筒烘丝机，包括设置在支架上的滚筒8、与滚筒内腔相连通的热风进风管路系统和排潮管路系统以及开设在滚筒前后端面上的进、出料口1、7，其中：热风进风管道2从滚筒进料口1下方伸入，热风管道进风口设在滚筒内八点钟位置(与被抄起烟丝相对一侧)，进风口段呈半圆形槽型结构，且进风口宽度与滚筒长度相等，进风口开口面朝向滚筒轴线方向实现径向进风，进风布风板6沿整个进风口设置；与排潮管道11连通的排潮口设在十二点钟位置，排潮口段呈倒置的半圆形槽型结构，开口朝下，且排潮口宽度与滚筒长度相等，滤网10和出风布风板9沿整个排潮口设置，排潮管道11由进料口上方伸出。
本发明的工作原理及过程如下：振槽将烟丝由进料口1送入具有一定倾角的滚筒8内，烟丝进入滚筒后，被滚筒内壁上的抄板5抄起，烟丝被携带到滚筒十一点钟方向后在重力的作用下落下，形成抛洒的效果，烟丝在重力的作用下逐渐向出料口7移动。由加热器4加热过的热风被热风风机3经进风管道2送入滚筒8，再由进风口(如图2所示)送进滚筒内部。进风口设置有布风板6，从而保证均匀送风。热风进风方向朝向筒壁(有烟丝一侧)，与烟丝的流向形成错流。烟丝被抛撒下落的过程中与热风接触，快速对流传热传质，在此过程中烟丝只受重力和径向的携带力，轴线方向无受力，因此热风不会影响烟丝在滚筒内的停留时间。经过热质交换后的热风携带烟丝蒸发出来的水分直接从上方排潮口(如图3所示)排除。为了防止烟丝从排潮口被携带走，在排潮口设置有滤网10，同时还安装布风板9以形成均匀的负压场。达到一定含水率的烟丝从出料口7排除，进入下一工序。
Claims (3)
1.一种错流式滚筒烘丝机，包括设置在支架上的滚筒(8)、与滚筒内腔相连通的热风进风管路系统和排潮管路系统以及开设在滚筒前后端面上的进、出料口(1、7)，其特征在于：热风进风管道(2)从滚筒进料口(1)下方伸入，进风管道进风口设在滚筒内八点钟位置，与被抄起烟丝相对一侧，进风口段呈槽型结构，且进风口宽度与滚筒长度相等，进风口开口面朝向滚筒轴线方向实现径向进风，进风布风板(6)沿整个进风口段槽口设置；与排潮管道(11)连通的排潮口设在十二点钟位置，排潮口段呈倒置的槽型结构，开口朝下，且排潮口宽度与滚筒长度相等，滤网(10)和出风布风板(9)沿整个排潮口设置，排潮管道(11)由进料口(1)上方伸出。
2.根据权利要求1所述的错流式滚筒烘丝机，其特征在于：进风口段的截面为半圆形槽型结构。
3.根据权利要求1所述的错流式滚筒烘丝机，其特征在于：排潮口段的截面为半圆形槽型结构。
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