CN101533034B - 一种检测烟丝在气力输送过程中起动速度的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种检测烟丝在气力输送过程中起动速度的装置及其方法，该装置依次包括矩形输送管道、气料分离器以及负压气源，其特征在于：矩形输送管道为透明材料制作，其上顶盖为上下可平移结构，以实现管道变径，在矩形输送管道中设有风速测速仪，本装置中还包括一台可用于拍摄烟丝在管道中运动状态的摄影机。本发明的特点在于：输送管道部分由透明材料加工而成，方便观察及测试，利用快速摄像机和风速测速仪，在捕获烟丝起动过程瞬间的同时获得风速信号。本发明通过测定烟丝在水平管气力输送过程中的起动过程来考察起动速度，为检测烟丝基本物性提供手段，为研究各类烟丝流动特性、获取相关基础数据提供依据。

Description

一种检测烟丝在气力输送过程中起动速度的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种检测烟丝在气力输送过程中起动速度的装置及方法，通过该装置及方法，可以观察测定烟丝起动速度，以考察在气力输送过程中烟丝的运动状态，并确定合适操作范围，为企业优化工艺过程提供基本测试方法和设施。

背景技术

由于气力送丝具有布置灵活、管理方便、适用于各种距离的水平、垂直和曲线输送等特点，在连续化生产要求越来越高的卷烟工业中，烟丝气力输送系统已经成为国内外卷烟生产线不可缺少的重要环节。在相同输送气速下由于自身长短、密度、形状等物理性质的不同，造成烟丝起动及运动速度的不同。烟丝起动速度受烟丝的物理性质、输送气体性质和设备结构参数等影响，不同物理性质的烟丝具有不同的起动速度，作为烟丝气力输送过程中的基本数据，烟丝起动速度决定了现场条件下的具体操作参数。

实际使用过程中，由于烟丝性质、结构差异引起的烟丝起动速度的不同，会带来烟丝气力输送安全气速以及烟丝分层的问题，为防止由于流速过低导致部分烟丝滞留管内的现象，则必须清楚了解配方烟丝中具有最高起动速度的烟丝的起动特性，该速度也是该配方烟丝的安全操作气速。目前，在实际生产过程中气力输送设备为不透明材料结构，不能直观的了解烟丝运动，为获取相关的基础数据需要大量重复多次试验，并且试验过程较难模拟实际生产状态，都为实际生产过程研究烟丝流动及获取相关基础数据带来难度。鉴于研究烟丝在气力输送过程起动速度的重要性，能否设计出一种专门的装置及检测方法，正是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明目的正是针对上述问题而提供的一种检测烟丝在气力输送过程中起动速度的装置及方法，本发明结构设计简单合理，结合检测方法，可用于观察烟丝起动状态，为研究各类烟丝流动特性、获取相关基础数据提供依据。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明检测烟丝在气力输送过程中起动速度的装置，依次包括矩形输送管道、气料分离器以及负压气源，其中：矩形输送管道为透明材料制作，其上顶盖为上下可平移结构，以实现管道变径，在矩形输送管道中设有测速孔，用于插接测速仪，本装置中还包括一台可用于拍摄烟丝在管道中运动状态的摄影机。

负压气源由离心风机提供，风量通过变频器调节使风量在0m³/h-1400m³/h连续可调。

矩形输送管道的上顶盖可通过滑动配合方式固定在矩形输送管道两侧壁某一高度位置。

所述摄影机为高性能摄影机，像素要求为1280×1024，拍摄频率可达每秒1000张。

所述测速仪为响应时间小于1秒的热线风速仪。

本发明检测烟丝在气力输送过程中起动速度的方法包含烟丝预处理和起动速度测试两个阶段：

(1)烟丝预处理阶段：

A、将待测烟丝放入恒温恒湿箱中调节烟丝水分并用烘箱法测定烟丝含水率；

B、测定待测烟丝样品的表观密度；

C、测定待测烟丝平均粒径大小；

D、测定待测烟丝特征形状；

(2)烟丝起动速度测试阶段

A、在矩形管道底部平铺长约100cm、厚为管径高度一半的预处理过的烟丝层；

B、开启摄影机和风速检测仪，以同时获得烟丝起动时的图像和此时的气流速度信号。

C、固定输送气体流量，气流即带走烟丝层顶部的烟丝，烟丝层逐步被冲蚀，同时随着管上部自由截面的扩大，经过烟丝层上部的气速减缓，气流带走烟丝颗粒的能力也逐渐减小，此现象连续进行直到最后自动达到平衡，即余下的料层不再受冲蚀，此时的气速即相当于最小起动速度，此时的气速可利用风速仪测得。

本发明的装置及方法具有如下优点：

1、输送管道部分由透明的玻璃结构加工而成，方便观察及测试。

2、系统引入快速摄像机和风速仪，在捕获烟丝起动过程瞬间的同时获得风速信号。

3、输送管道的矩形管部分顶端可上下移动，以达到管道变径效果，满足不同管径条件下烟丝起动速度的测定。

4、装置小巧，所需物料量小，且各部分拆卸方便，同时也可方便有关测试仪器的安装。

5、本发明可为企业气力输送系统基本操作参数提供基本测试装置和方法。

附图说明

图1为本发明装置的主视图。

图中：1输送管道，2摄像机，3气料分离器，4风机，5测速孔，6测速仪。

图2-5为快速摄像机捕获烟丝起动过程图片。

具体实施方式

本发明以下结合实施例及附图做进一步描述，但并不限制本发明。

如图1所示：本发明检测烟丝在气力输送过程中起动速度的装置，依次包括矩形输送管道1、气料分离器3以及风机4，其中：矩形输送管道1为透明材料制作，其上顶盖为上下可平移结构，以实现管道变径，在矩形输送管道1中设有测速孔5，用于插接风速测速仪6，本装置中还包括一台可用于拍摄烟丝在管道中运动状态的摄影机2。

实例：烟丝起动速度的测定

样品为国内某烤烟烟丝及膨胀烟丝

1、将待测烟丝放入恒温恒湿箱中调节烟丝水分并用烘箱法测定烟丝含水率；

2、测定待测烟丝样品的表观密度；

3、测定待测烟丝平均粒径大小；

4、测定待测烟丝特征形状；

5、在矩形输送管道3底部平铺长约100cm、高为管径一半的待测烟丝，然后开启风机使空气以一定的流量通过管道，此时烟丝层开始逐步被冲蚀，待烟丝层不再减少时用风速仪测定此时风速，即起动速度。

所测烟丝物理性质、输送管道性质及起动速度测定结果见下表所示：

从测定结果可以看出，膨胀烟丝起动速度小于烤烟烟丝，即膨胀烟丝达到水平悬浮输送状态所需气速较小。该方法可为企业气力输送过程提供基本参考数据。

Claims (6)

1.一种检测烟丝在气力输送过程中起动速度的装置，依次包括矩形输送管道(1)、气料分离器(3)以及负压气源，其特征在于：矩形输送管道(1)为透明材料制作，其上顶盖为上下可平移结构，以实现管道变径，在矩形输送管道中设有用于插接测速仪(6)的测速孔(5)，本装置中还包括一台可用于拍摄烟丝在管道中运动状态的摄影机(2)。

2.根据权利要求1所述的检测烟丝在气力输送过程中起动速度的装置，其特征在于：负压气源由离心风机(4)提供，风量通过变频器调节使风量在0m³/h-1400m³/h连续可调。

3.根据权利要求1所述的检测烟丝在气力输送过程中起动速度的装置，其特征在于：矩形输送管道(1)的上顶盖可通过滑动配合方式固定在矩形输送管道两侧壁某一高度位置。

4.根据权利要求1所述的检测烟丝在气力输送过程中起动速度的装置，其特征在于：所述摄影机(2)为像素要求为分辨率1280×1024，拍摄速率可达1000帧/秒的摄影机。

5.根据权利要求1所述的检测烟丝在气力输送过程中起动速度的装置，其特征在于：所述测速仪(6)为响应时间小于1秒的热线风速仪。

6.一种利用权利要求1所述装置检测烟丝起动速度的方法，其特征在于：该方法包含烟丝预处理和起动速度测试两个阶段：

(1)烟丝预处理阶段：

A、将待测烟丝放入恒温恒湿箱中调节烟丝水分并用烘箱法测定烟丝含水率；

B、测定待测烟丝样品的表观密度；

C、测定待测烟丝平均粒径大小；

D、测定待测烟丝特征形状；

(2)烟丝起动速度测试阶段：

A、在矩形管道底部平铺长约100cm、厚为管径高度一半的预处理过的烟丝层；

B、开启摄影机和风速检测仪，以同时获得烟丝起动时的图像和此时的气流速度信号；

C、固定输送气体流量，气流即带走烟丝层顶部的烟丝，烟丝层逐步被冲蚀，同时随着管上部自由截面的扩大，经过烟丝层上部的气速减缓，气流带走烟丝颗粒的能力也逐渐减小，此现象连续进行直到最后自动达到平衡，即余下的料层不再受冲蚀，此时的气速即相当于最小起动速度，此时的气速可利用风速仪测得。

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