CN102423128A - 滚筒加料机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可将料液均匀准确地喷洒在烟片物料上、料液利用率高的滚筒加料机，其包括机架、圆周均量喂料单元及一倒锥形立式滚筒，该圆周均量喂料单元包括带进料斗的限量管、喂料圆锥盘壳体和喂料圆锥盘；喂料圆锥盘壳体与机架相连接，其上部与带进料斗的限量管相连，喂料圆锥盘安装在其内底部并由减速机驱动旋转，并与喂料圆锥盘壳体之间形成喂料通道；立式滚筒设置在喂料圆锥盘的下方并由减速机驱动旋转，其内部中心位置安装一个料液喷嘴，喷嘴向上喷洒料液所形成的空心锥对应于所述喂料圆锥盘的底部区域。

Description

滚筒加料机

技术领域

本发明属于卷烟装备技术领域，涉及一种给烟片加料或用于烟丝加香的设备，尤其涉及一种采用滚筒作为加料加香混和装置的滚筒加料机。

背景技术

烟片加料是卷烟制丝加工过程的重要工序，主要任务是将配制好的料液按产品配方规定准确、均匀地施加到烟片上，同时烟片的温度和含水率也要满足后续加工的要求^[1]。加料的目的主要是为了改善卷烟内在质量。我国现有制丝线上的加料机的结构，几十年来一直使用的是滚筒加料机，滚筒横卧倾斜3°布置，入料口高于出料口，物料在旋转滚筒内被抄板抄起向出口做近似螺旋运动，如图4所示，同时在入口处的喷咀向不断从滚筒高处抖落的烟片喷洒料液，另外依靠从进口到出口的顺流循环热风来增加烟片对料液的吸收度。该设备存在以下缺点：1、烟片吸收料液不均匀：如图4所示，从滚筒断面上看，由于烟片物料40在加料过程中是呈堆团状的，烟片物料靠近喷嘴30距离的远近不同，其接受的料液量存在很大的差别，有近2/3的物料吸收不到到料液，即使料液的流量和烟片的流量如何匹配都改变不了这种客观的不均匀状态。由于每个烟片吸收的料液量均匀性很差，其存贮时间长，易形成局部烟片粘料结饼，进而造成切丝机粘刀、跑片、切丝宽度不匀的现象常常发生。2、料液浪费较多：进入滚筒的热风能使烟片较快地吸收料液，但是，该循环热风也同时带走了许多料液。循环热风温度越高，喷咀雾化越好，带走的料液就越多，而且被带走料液的比例是不固定的。此外，循环热风中的料液会在风道和换热器上凝结堵塞，给设备清理带来很大的困难。即使采用不循环热风，料液浪费也是不可避免的。3、物料造碎较大：由于滚筒直径和长度都较大，烟片在滚筒内长时间的翻滚运动必然会增加物料造碎。

随着对进口设备的引进、消化、吸收和再创新的深入，国内的烟机制造企业多年来一直对加料加香机进行不断的改进和创新。2003年昆船公司提出了多点喷射加香加料系统，改善加香、加料均匀性的问题，如CN2631234所公开的，即沿滚筒长度方向设置多喷头对物料进行多点喷射，使香、糖料液接触物料的点增多，香、糖料液与物料直接混合的时间加长；喷嘴放置于设备滚筒内，多点的雾状料液直接接触滚筒内的物料，循环热风或排潮风的风力对喷嘴喷出的雾化颗粒的抽吸的影响小于原进出料端的定点喷射，解决了对轴向各喷嘴喷料的均匀性、各喷嘴的预填充、料头料尾控制、喷淋杆的堆挂物料、筒壁粘料的清除等关键技术。其后，昆船公司在CN2825115及CN1743083中又提出了大幅提高均匀性、降低损耗、快速响应牌号切换的新模式——薄层物料双面喷覆加料加香， 其利用高速皮带摊薄物料和抛料的原理，将物料摊薄到几乎每一片烟叶均平铺到宽皮带上，平抛后的物料正反两面都喷洒上糖香料液。提高和保证加香加料均匀性的同时减少料液及物料的损耗。湖北中烟在CN101579145中提出了一种烟叶的负压加料工艺和设备，该发明采用间歇式负压加料的方式，使烟叶平铺于滚筒内的负压状态下吸收定量施加的料液，料液能够均匀地快速吸收，使加料精度、均匀性和生产速度得到较大改善。江苏智思集团有限公司在CN101485488中提出了一种烟草物料加工方法及设备，该专利采用悬浮式的加料方式，物料在逆向热风的作用下，以悬浮状态通过料液雾区，从而实现加料，加料均匀性和精度得到很大提高。

然而，在生产过程中，加料工序不但要控制好加料的均匀性和精度，还要保证加料的有效性，使料液能够被烟叶充分吸收、吸附或渗透，并且使出口片烟达到一定的温度和含水率，达到提高烟丝的内在品质、减少造碎和降低消耗的目的。围绕着调高加料的均匀性、加料精度和出口片烟物理质量，许多科研工作者作了大量工作，并认为，只有在加料信号和流量控制稳定的前提下，才可能达到加料的均匀性。

据此，余翔等针对制丝线润叶加料处的流量波动较大且控制精度低的问题，对电子皮带秤前的喂料机进行了改进：喂料机的进料方式改为步进式进料，并安装多对光电开关，以保证物料的连续性；增加了喂料机变频驱动和速度联动，以调节物料输送速度，将叶片流量和加料流量都控制在5%的误差范围内，达到稳定润叶加料流量控制的目的。李文泉等通过在盛料桶底部接一连通器，将液位变送器置于连通器中，在连通器外加冷凝水循环装置，使液位变送器始终处于一个温度比较低(25℃左右)的工作环境下，以有效提高加料精度。国外对于加料工艺技术的研究也主要集中在叶片加料装置与控制研究方面，Brown & Williamson 烟草公司在US6155269中披露了一种方法，该方法可调节叶片加料机出口烟草物料水分含量均匀性。Mastrolilli 在WO9923898中公开了一种烟草加料回潮机器，该设备同时具有对烟叶、梗丝等原料回潮和加料的功能. COMAS公司在EP 699032A1中公开了一种烟草加料装置，该装置能够有效提高叶片加料的效果。

总之，目前已知国内外各种形式的加料机均未根本解决烟片加料过程中施加到烟片上料液的均匀性问题。

发明内容

本发明针对上述现有技术所存的技术问题，提供一种可实现将料液均匀准确地喷洒在绝大部分烟片物料上，料液利用率高的滚筒加料机。

一种滚筒加料机，包括机架、物料喂料装置及加料装置，所述物料喂料装置为圆周均量喂料单元，该圆周均量喂料单元包括带进料斗的限量管、喂料圆锥盘壳体和喂料圆锥盘，其中：喂料圆锥盘壳体与机架相连接，其上部与带进料斗的限量管相连，喂料圆锥盘安装在其内底部并由减速机驱动旋转，并与喂料圆锥盘壳体之间形成喂料通道；所述加料装置为一倒锥形立式滚筒，该立式滚筒设置在喂料圆锥盘的下方，其内径大于喂料圆锥盘壳体的内径，立式滚筒由减速机驱动旋转，其下部开设物料出料口，其内部中心位置安装一个料液喷嘴，喷嘴向上喷洒料液所形成的空心锥对应于所述喂料圆锥盘的底部区域。

作为优选方案，所述料液喷嘴由热压缩空气引射，并同时与加料控制柜连接。所述加料控制柜控制功能和方式与传统加料机的控制柜基本相同。

为便于控制物料喂料和料液喷洒操作配合，并使设备整体结构简单化，所述圆形限量管、喂料圆锥盘及立式滚筒的轴心线重合。

所述立式滚筒的中部安装有齿圈，所述齿圈安装在机架中部的回转轴承上，并与一与减速机传动连接的驱动齿轮啮合。驱动齿轮由电机减速机提供动力来驱动滚筒转动。

为了避免立式滚筒内壁粘连料液，所述立式滚筒内壁表面喷涂有一耐磨耐热耐碱复合材料层。

另外，为了增加烟片接触料液的均匀性和清洁筒壁上的残留料液，所述立式滚筒内壁上均匀设置了若干层上下相互错位的导料板。

为了使烟片物料沿圆周方向均匀抛洒喂料，保证物料在滚筒的圆周方向进料，所述喂料圆锥盘上表面均匀布设有若干条分料隔板。该分料隔板可以是简单的直线立板，但最好设置为与喂料圆锥盘转向相同的螺旋线型立板。

为了加强加料后烟片物料与立式滚筒内壁的换热过程，所述喂料圆锥盘与立式滚筒逆向旋转。喂料圆锥盘的转速可以根据物料流量和圆周均匀下料的情况调节。

为了方便根据工艺要求，给烟片物料增加水分和温度，所述立式滚筒内，在料液喷嘴的下方，安装一个由热压缩空气引射的热水喷嘴，雾化热水通过热水喷嘴朝下方喷射。

在立式滚筒外设置有热风加热系统，该热风加热系统包括在立式滚筒与机架四周的保温板之间自然形成热风通道，及分别与热交换器和热风通道相连通的热风管；立式滚筒与机架四周保温板的上、下连接部外侧均设置密封。此结构可方便实现在设计范围内任意设定滚筒筒壁温度，可保持在任意设置的温度（30℃－90℃）热风温度的稳定，热风由一台风机提供风量，由热交换器循环加热热风，风温自动控制。

考虑到正常工作时，在热空气和蒸汽的作用下，立式滚筒内会产生正压，所以，可在立式滚筒的上方安装一组排潮管道，正压自然排潮，也可以用一台风机辅助排潮。

为了日常的维护需要，在机架上部安装有清洗喷嘴，其正对着滚筒的上部内侧，在机架的四周的保温板墙上安装有1－2个检修门，在立式滚筒中部也可设置一个检修门，用于方便人员对喷嘴的维护和维修。

本发明相对于现有滚筒加料机，具有以下优点:

一是选择倒锥形滚筒结构，利用圆周喂料的形式，在物料沿圆周下落的同时，料液通过高效料液喷嘴呈圆周喷出，每个烟片接受料液的几率远远高于传统的加料机，同时在烟片沿滚筒壁交替下落的过程中，可以再次均匀混合并被加热和回潮，还可以清洁滚筒上残留的料液，充分提高了料液的利用率，并根本解决了烟片的添加料液均匀性差和造碎较多的问题。

二是利用循环热风加热滚筒，筒壁的温度均匀、稳定，利用热的筒壁和筒壁加热的空气加热烟片，循环热风不进入加料混合装置内，相对传统加料机，可以显著减少料液的损失。

三是设备结构简单占地小，可以实现多个方向进出料，利于工艺生产布置，设备使用和维护方便。

附图说明

图1为本发明立式滚筒加料机结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明所采用的立式滚筒结构示意图；

图4为传统加料机在加料过程中的滚筒横断面结构示意图。

图中：1﹑皮带输送机；2﹑圆周均量喂料单元；3﹑限量管；4﹑喂料圆锥盘壳体；5﹑喂料圆锥盘；6﹑立式滚筒；7﹑空心锥料液喷嘴；8﹑齿圈；9﹑驱动齿轮； 10、导料板；11﹑机架；12﹑风机；13﹑空心锥热水喷嘴；14﹑热交换器；15﹑滚筒下部密封；16﹑滚筒上部密封；17﹑清洗喷嘴；18﹑排潮管道；19﹑喂料圆锥盘减速机；20﹑保温墙板；21、加料控制柜；22、加料管道；23、出料振动输送机；24、回转轴承；25、回风管；26、滚筒电机减速机。

具体实施方式

如图4所示，利用传统加料机进行加料时，滚筒内的烟片物料40在加料过程中是呈堆团状的，烟片物料靠近喷嘴30距离的远近不同，其接受的料液量存在很大的差别，烟片物料吸收料液极不均匀，因此只能另外依靠烟片物料在滚筒内长距离的翻转混合，以及从进口到出口的顺流循环热风来增加烟片对料液的吸收度。

如图1所示，本发明包括机架11，它是滚筒加料机几乎所有零部件的支承，其上部安装有皮带输送机1和圆周均量喂料单元2。圆周均量喂料单元2包括限量管3、喂料圆锥盘壳体4、喂料圆锥盘5和喂料圆锥盘减速机19，其中：喂料圆锥盘壳体4下部与机架1固定连接，其上部与带进料斗的限量管3相连接，喂料圆锥盘5安装在喂料圆锥盘壳体4内底部，并与喂料圆锥盘壳体4之间形成喂料通道。设备的中央是立式滚筒6，其中部安装有齿圈8，齿圈8安装在机架11中部的回转轴承24上面，在齿圈8的一侧安装一驱动齿轮9，滚筒电机减速机26与驱动齿轮9传动连接。在立式滚筒6的内部中心线上位置，安装有空心锥料液喷嘴7、空心锥热水喷嘴13，空心锥料液喷嘴7向上喷射料液，空心锥热水喷嘴13向下喷射热水。

如图1所示，限量管3、喂料圆锥盘壳体4、喂料圆锥盘5和立式滚筒6的中心线一致，立式滚筒6的上部内径大于喂料圆锥盘壳体4的外径，以便于圆周均量喂料单元2部分伸入立式滚筒6内。空心锥料液喷嘴7及空心锥热水喷嘴13分别喷射形成料液喷射空心锥、热水空心锥，分别对应于沿喂料圆锥盘5圆周抛洒下的烟片物料，及加料后沿立式滚筒6倒锥形内壁滑落的烟片物料。另外，在立式滚筒6的上部还安装有清洗喷嘴17。

如图1所示，在机架11的四周均安装保温墙板20，其与立式滚筒6上下结合处，安装有滚筒下部密封15与滚筒上部密封16，。另外，设备上部还安装排潮管道18。

如图1、图2所示，立式滚筒6的底部开设出料口，加料后烟片物料由设置于设备外侧底部的出料振动输送机23输出。设备外侧还安装有与空心锥料液喷嘴7连通的加料管道22和加料控制柜21，以及加热立式滚筒6的热风系统的回风管25、风机12和热交换器14。加热后热风从设备底部送入在立式滚筒6与保温板20之间自然形成热风通道内，并从设备上部经风机12及回风管25送入热交换器14进行加热后循环使用。

如图3所示，立式滚筒6整体呈倒锥形，其内壁上还设置了多层相互交错排列的导料板10。

本发明的工作原理及过程如下：设备在完成预热后，立式滚筒6由滚筒电机减速机26驱动，待加料的烟片通过皮带秤流量控制恒定流量，由皮带输送机1输送到圆周均量喂料单元2，烟片首先进入限量管3落到喂料圆锥盘5上，这时的喂料圆锥盘5不转动，等烟片在限量管3中的存量达到一定量时，即：有烟片遮挡住限量管3上的设置的光电控制开关时，喂料圆锥盘5才开始转动，同时加料控制柜21将料液通过加料管道22泵送到空心锥料液喷嘴7，控制时间最佳效果是喂料圆锥盘5转动下料的时候，这时，烟片沿着滚筒内的圆周落下，料液由热压缩空气引射也随之喷洒在烟片上。当烟片一进入立式滚筒6内的时候，因为预热后立式滚筒内部温度较高，通常加预热至50℃－90℃，第一时间就接触到热的空气并被开始加热，烟片靠重力向下滑落，在滚动的滚筒内接触热筒壁和交错布置的导料板10作用下，烟片的温度和料液的均匀性都得到提高。当烟片到达立式滚筒6的中底部区域时， 50℃－90℃热水通过空心锥热水喷嘴13由热压缩空气引射向烟片喷洒雾化的热水，通过设置在清洗喷嘴17上的水分仪可以控制其喷水量，最终使加料烟片的含水率和温度到达生产工艺要求。

设备在正常工作过程中，会有少量的气体从滚筒冒出，设置于设备上部的排潮管道18可以把这一部分气体排出，但是不能使用很强的风力，只要排潮管道内有少许负压即可。当设备使用完后，保持立式滚筒6转动，打开清洗喷嘴17即可清洗滚筒内壁，清洗后的污水通过出料振动输送机23的尾部排水管排到集中污水管网中。

另外，为了保证热风加热系统的热风温度稳定性和节能效果，热风循环使用，温度自动控制。热风系统的回风管25、风机12、热交换器14均要保温，同时还要定期检查滚筒下部密封15与滚筒上部密封16的密封效果。

相对于传统的横卧式滚筒加料机，本发明每个烟片吸收料液的几率可以大幅度提高，另外，由于不采用热风直接加热烟片，料液的损失也很小，提高了料液的利用率。同时烟片在立式滚筒中翻滚少，其造碎也可以降低。其次，利用循环热风加热滚筒，筒壁温度可调并且控制精确。本发明克服了现有滚筒式加料机加料不均匀、加料精度稳定性和实时性差、料液损耗大、粘料现象严重等缺点，可满足重点骨干品牌个性化加工工艺需求和适应中式卷烟的发展需要，提高制丝工艺加料水平。

Claims (10)

1.一种滚筒加料机，包括机架、物料喂料装置及加料装置，其特征在于：所述物料喂料装置为圆周均量喂料单元，该圆周均量喂料单元包括带进料斗的限量管、喂料圆锥盘壳体和喂料圆锥盘，喂料圆锥盘壳体与机架相连接，其上部与带进料斗的圆形限量管相连，喂料圆锥盘安装在其内底部并由减速机驱动旋转，并与喂料圆锥盘壳体之间形成喂料通道；所述加料装置为一倒锥形立式滚筒，该立式滚筒设置在喂料圆锥盘的下方，其内径大于喂料圆锥盘壳体的内径，立式滚筒由减速机驱动旋转，其下部开设物料出料口，其内部中心位置安装一个料液喷嘴，喷嘴向上喷洒料液所形成的空心锥对应于所述喂料圆锥盘的底部区域。

2.根据权利要求1所述的滚筒加料机，其特征在于：所述圆形限量管、喂料圆锥盘及立式滚筒的轴心线重合。

3.根据权利要求1所述的滚筒加料机，其特征在于：所述立式滚筒内壁表面喷涂有一耐磨耐热耐碱复合材料层。

4.根据权利要求1所述的滚筒加料机，其特征在于：所述立式滚筒内壁上均匀设置了若干层上下相互错位的导料板。

5.根据权利要求1所述的滚筒加料机，其特征在于：所述喂料圆锥盘上表面均匀布设有若干条分料隔板。

6.根据权利要求1所述的滚筒加料机，其特征在于：所述喂料圆锥盘与立式滚筒逆向旋转。

7.根据权利要求2所述的滚筒加料机，其特征在于：所述立式滚筒的中部安装有齿圈，所述齿圈安装在机架中部的回转轴承上，并与一与减速机传动连接的驱动齿轮啮合。

8.根据权利要求1所述的滚筒加料机，其特征在于：所述立式滚筒内，在料液喷嘴的下方，安装一个由热压缩空气引射的热水喷嘴，雾化热水通过热水喷嘴朝下方喷射。

9.根据权利要求1所述的滚筒加料机，其特征在于：所述料液喷嘴由热压缩空气引射，并同时与加料控制柜连接。

10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的滚筒加料机，其特征在于：在立式滚筒外设置有热风加热系统，该热风加热系统包括在立式滚筒与机架四周的保温板之间形成的热风通道，及分别与热交换器和热风通道相连通的热风管；立式滚筒与机架四周保温板的上、下连接部外侧均设置密封。

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