CN103393209B - 提高烟丝吸收热能和料液效率的烟丝加料处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高烟丝吸收热能和料液效率的烟丝加料处理装置及方法，包括主要由工艺循环热风管道、滚筒、动力风机、蒸汽喷嘴和进风管的烟丝加料机；工艺循环热风在所述动力风机的作用下，经由所述蒸汽喷嘴从所述进风管吹入所述滚筒，与烟丝混合；所述进风管设置在所述滚筒的中心轴线下方；所述进风管的开口方向朝上，且与水平面之间夹角的角度在0-60°范围内可调。本发明在无需配置增温增湿设备的前提条件下，能够使带有蒸汽的工艺循环热风与烟丝充分接触以提高吸收热能及料液的效率，确保烟丝对料液吸收的效率和均匀性。

Description

提高烟丝吸收热能和料液效率的烟丝加料处理装置及方法

技术领域

本发明涉及一种烟草电气自动化控制领域，尤其涉及一种提高烟丝吸收热能和料液效率的烟丝加料处理装置及方法。

背景技术

目前，在卷烟制丝生产过程中，烟丝加料处理工艺近年来在越来越多的卷烟生产线上应用。图1示出的是现有的烟丝加料处理装置的结构示意图；如图1所示，烟丝加料处理装置包括烟丝加料机、振槽1’和增温增湿设备2’，振槽1’和增温增湿设备2’依序设置在烟丝加料机的进料端(图1中示出的烟丝加料机右端)，经增温增湿设备2’增温和增湿后的烟丝，由振槽1’输送给烟丝加料机进行加料处理。

烟丝加料机中，其包括工艺循环热风管道3’、滚筒4’、动力风机5’、蒸汽喷嘴6’和进风口7’。工艺循环热风A’在风机5’的作用下，经由蒸汽喷嘴6’从滚筒4’的中心轴线O’的偏上位置吹入，并以与烟丝相同的方向进入滚筒4’，与烟丝混合。同时，增温增湿设备2’实现对烟丝的增温和增湿，合适的温湿度有利于提高烟丝对料液的吸收速率。图1中的B’指示的箭头方向是带有蒸汽的工艺循环热风A’的风向，C’指示的箭头方向是系统排潮的方向，D’指示的箭头方向是物料输送方向。

通过烟丝加料处理装置对烟丝进行处理的方法存在以下缺点：

1、带有蒸汽的工艺循环热风A’在滚筒4’的中心轴线的偏上位置吹入，只能与从上往下下落的烟丝表层的烟丝接触，与烟丝接触面积小，无法充分地与内层的烟丝进行热交换，烟丝对料液的吸收效果差。为确保烟丝达到要求的工艺温度和含水率，就需要增加蒸汽的注入量，这样又容易造成烟丝水分和温度不均匀的现象。同时，带蒸汽和料液的工艺循环热风在滚筒4’内还没有与烟丝充分接触吸收的情况下就直接排到滚筒4’的末端，大部分被排潮系统排出，即造成了能源和料液的浪费。

2、疏水后的饱和蒸汽进入工艺循环热风管道与80℃左右的热风混合后会产生大量的冷凝水，同时带有蒸汽的工艺循环热风A’与较低温度的工艺循环热风管道接触时也会产生冷凝水，这些冷凝水进入加料机就与烟丝直接接触，造成湿团和水渍烟的产生，从而不利于后续工序的加工，影响烟丝的品质。

3、前端需配置增温增湿设备2’，而增温增湿设备2’是一种高能耗和对环境污染比较严重的制丝设备，同时其日常清理和维修工作量大。

发明内容

本发明的目的是提出一种提高烟丝吸收热能和料液效率的烟丝加料处理装置及方法，其在无需配置增温增湿设备的前提条件下，能够使带有蒸汽的工艺循环热风与烟丝充分接触以提高吸收热能及料液的的效率，确保烟丝对料液吸收的效率和均匀性。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种提高烟丝吸收热能和料液效率的烟丝加料处理装置，包括主要由工艺循环热风管道(1)、滚筒(2)、动力风机(3)、蒸汽喷嘴(4)和进风管(5)的烟丝加料机；工艺循环热风(A)在所述动力风机(3)的作用下，经由所述蒸汽喷嘴(4)从所述进风管(5)吹入所述滚筒(2)，与烟丝混合；所述进风管(5)设置在所述滚筒(2)的中心轴线下方；所述进风管(5)的开口方向朝上，且与水平面之间夹角的角度在0-60°范围内可调。

进一步地，还包括用于调节所述进风管(5)的角度的转向机构(6)，所述进风管(5)通过所述转向机构(6)与所述工艺循环热风管道(1)的出风口相连通。

进一步地，所述进风管(5)上部的管壁长于其下部的管壁。

进一步地，还包括冷凝水收集管(7)，所述冷凝水收集管(7)与所述工艺循环热风管道(1)的出风口相连通，并且，所述冷凝水收集管(7)的开口方向朝下。

进一步地，所述冷凝水收集管(7)的底面设置有气流无法通过但预设重量的冷凝水因重力作用而能够通过的装置。

进一步地，还包括温度检测机构(8)，所述温度检测机构(8)的温度检测部分位于所述工艺循环热风管道(1)的回风部分；所述温度检测机构(8)的温度显示部分位于所述工艺循环热风管道(1)之外。

本发明还提供一种采用上述各实施例中的装置实现的提高烟丝吸收热能和料液效率的烟丝加料处理方法，包括以下步骤：1)启动生产线，按日常生产时的工艺参数进行实物测试；2)观察烟丝进入烟丝加料机后的抛洒状态和抛洒轨迹，在正常连续生产的情况下，找出烟丝在滚筒(2)内进料端的抛洒过程中最松散和料层最厚的区域；3)通过调节进风管(5)的朝向，使进风管(5)正对步骤1)中选出的烟丝抛洒过程中最松散和料层最厚的区域；4)通过调节蒸汽喷嘴(4)输送到工艺循环热风管道(1)中的蒸汽流量，来调节经滚筒(2)处理后的烟丝温度，使之达到工艺需求；5)通过调节动力风机(3)的频率，使滚筒(2)内的风速降低至烟丝在滚筒(2)内流速的1.5-3.0倍之间，使滚筒(2)内的热风及蒸汽恰好不外冒为宜；6)微调工艺循环热风动力风机的频率和工艺循环热风管道上的蒸汽压力：检测滚筒(2)的出料口处烟丝的温度，并与温度检测机构(8)所检测到的数据进行比较，计算两者的温度差值;当两者的温度差值大于1℃时，应逐步调低动力风机(3)的频率，直至两者的温度差值在1℃之内。

进一步地，在步骤3)中，进风管(5)的中心轴线与水平面之间夹角的角度在0-60°范围内进行调节。

进一步地，还包括利用冷凝水收集管(7)收集工艺循环热风管道(1)中产生的冷凝水的步骤。

基于上述技术方案中的任一技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

由于本发明在现有的烟丝加料装置的结构的基础上，省去了增温增湿设备，并将进风管设置在滚筒的中心轴线下方，进风管的开口方向朝上，且与水平面之间夹角的角度在0-60°范围内可调，也就是说，本发明将原有的固定式进风管改为可调节角度的进风管，根据物料的不同，通过调节合适的进风管角度，充分保证湿热的工艺循环热风与烟丝充分接触，并均匀进行热交换，促进料液吸收，减少了滚筒粘烟丝现象，减少带有料液的湿热工艺循环热风被排潮系统排出而浪费能源。

其次，通过微调工艺循环热风动力风机的频率和工艺循环热风管道上的蒸汽压力，让与蒸汽和料液混合后的工艺循环热风以接近烟丝的合适流速在滚筒内前进，进一步确保烟丝吸收热能和料液的时间，使滚筒出料口处烟丝的温度与工艺循环热风管道的回风部分的温度之间的温度差值控制在1℃之内，可以进一步使带有蒸汽的工艺循环热风与烟丝充分接触以提高吸收热能及料液的效率。

此外，通过把冷凝水收集管设置在出风口，因此最大限度地杜绝了冷凝水随热风进入滚筒内，进而减少了湿团和水渍烟的产生，提高了烟丝加料效果和质量的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中烟丝加料装置的结构示意图；

图2为本发明提高烟丝吸收热能和料液效率的烟丝加料处理装置的结构示意图；

图3为图2中进风管的轴向剖视图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图2所示，本发明所提供的提高烟丝吸收热能和料液效率的烟丝加料处理装置包括烟丝加料机和振槽，烟丝加料机的进料端(图2示出的烟丝加料机的右端)无需配置增温增湿设备，由于增温增湿设备是一种高能耗和对环境污染比较严重的制丝设备，同时其日常清理和维修工作量大，因此本发明不仅减小了能耗和环境污染，同时减少了设备投入及降低日常运行维修费用。

与现有技术相同的是：烟丝加料机主要由工艺循环热风管道1、滚筒2、动力风机3、蒸汽喷嘴4和进风管5组成，工艺循环热风A在动力风机3的作用下，经由蒸汽喷嘴4从进风管5吹入滚筒2，与烟丝混合。

与现有技术不同之处在于：进风管5设置在滚筒2的中心轴线下方。进风管5的开口方向朝上，且与水平面之间夹角的角度在0-60°范围内可调。从图2中可以看出，进风管5的开口是朝上的，因此，喷射出的带有蒸汽的工艺循环热风的运动轨迹将会是一个抛物线，也就是说，从进风管5喷出的带蒸汽的工艺循环热风从低处斜向上喷出，与从高处落下的大面积松散的烟丝正面碰撞，充分接触，当到达最高点的时候再向下散开，解决了现有技术中将进风管的开口直接对准某一个区域的烟丝进行喷洒所带来的只能与表层的烟丝接触而热交换不均匀的缺点，本发明的抛物线式的喷洒方式将会使喷洒的面积更大，与烟丝接触更加充分、更为均匀。

本发明在现有的烟丝加料装置的结构的基础上，省去了增温增湿设备，并将进风管设置在滚筒的中心轴线下方，进风管的开口方向朝上，且与水平面之间夹角的角度在0-60°范围内可调，也就是说，本发明将原有的固定式进风管改为可调节角度的进风管，根据物料的不同，通过调节合适的进风管角度，充分保证湿热的工艺循环热风与烟丝充分接触，并均匀进行热交换和料液吸收，消除了滚筒粘烟丝现象，降低了能源和料液消耗。并通过调节工艺循环热风的风速，让与蒸汽和料液混合后的工艺循环热风以接近烟丝的合适流速在滚筒内前进，进一步确保烟丝吸收热能和料液的时间，减少带有料液的湿热工艺循环热风被排潮系统排出而浪费能源。

转向机构6采用韧性较好的材质可以实现进风管5的开口角度的可调。还可以设置一个转向机构6，使进风管5通过转向机构6与工艺循环热风管道1的出风口相连通。本实施例中，转向机构6为耐高温、耐潮湿的食品级软体材料，可以从市面直接购置得到。

上述实施例中，如图3所示，进风管5可以为方形管，也可以是圆形管或椭圆管，但是，无论是哪种形状的管子，为了既能保证气流可以顺利通过进风管5，而上部散落的烟丝不会落入进风管5的开口内，进风管5的开口端面设置成倾斜面，而且，进风管5的上部的管壁长于下部的管壁。

上述实施例中，本发明还可以包括冷凝水收集管7，冷凝水收集管7与工艺循环热风管道1的出风口相连通，并且，冷凝水收集管7的开口方向朝下，通过把冷凝水收集管7设置在工艺循环热风管道1的出风口，可以最大限度地杜绝了冷凝水随热风进入滚筒内，进而减少了湿团和水渍烟的产生，提高烟丝加料效果和质量的稳定性。

上述实施例中，冷凝水收集管7的底面设置有气流无法通过但预设重量的冷凝水因重力作用而能够通过的装置(图中未示出)，比如：弹片，弹片的面积足够完全遮住冷凝水收集管7的底面开口，将弹片的一端固定连接在冷凝水收集管7的底面，另一端悬置。因此，在弹片上的冷凝水的重量还不足以将弹片顶开的时候，弹片的悬置端始终贴设在冷凝水收集管7的底面，使气流无法通过。

上述各实施例中，本发明还可以包括温度检测机构8，温度检测机构8的温度检测部分位于工艺循环热风管道1的回风部分，温度检测机构8的温度显示部分位于工艺循环热风管道1之外。通过温度检测机构8可以检测工艺循环热风管道1的回风部分的温度。通过微调工艺循环热风动力风机的频率和工艺循环热风管道上的蒸汽压力，使工艺循环热风管道的回风部分的温度与滚筒的出料口处烟丝的温度之间的温度差值控制在1℃之内，并确保滚筒出口处的烟丝的温度符合工艺需求。因此，可以进一步使带有蒸汽的工艺循环热风与烟丝充分接触以提高吸收热能及料液的效率。

本发明还提供一种采用上述各实施例中的烟丝加料处理装置进行烟丝加料处理的方法，包括以下步骤：

1)启动生产线，按日常生产时的工艺参数进行实物测试。

2)观察烟丝进入烟丝加料机后在耙钉作用下的抛洒状态和抛洒轨迹，在正常连续生产的情况下，找出烟丝在滚筒2内进料端的抛洒过程中最松散和料层最厚的区域。

3)通过调节进风管5的朝向，使进风管5正对步骤1)中选出的烟丝抛洒过程中最松散和料层最厚的区域。

4)通过调节蒸汽喷嘴4输送到工艺循环热风管道1中的蒸汽流量，来调节经滚筒2处理后的烟丝温度，使之达到工艺需求。

5)通过调节动力风机3的频率，使滚筒2内的风速降低至烟丝在滚筒2内流速的1.5-3.0倍之间(设备制造厂一般将滚筒2内的风速设计为烟丝流速的8-10倍)，使滚筒2内的热风及蒸汽恰好不外冒为宜。

6)微调工艺循环热风动力风机的频率和工艺循环热风管道上的蒸汽压力：

检测滚筒2的出料口处烟丝的温度，并与温度检测机构8所检测到的数据进行比较，计算两者的温度差值。当两者的温度差值大于1℃时，应逐步调低动力风机3的频率，直至两者的温度差值在1℃之内。

观察滚筒2的出料口处烟丝的温度，并与工艺需求的出料温度进行比较。当烟丝的温度高于工艺需求时，应逐步调低蒸汽喷嘴4的蒸汽流量；当烟丝的温度低于工艺需求时，应逐步调高蒸汽喷嘴4的蒸汽流量，直至烟丝的温度符合工艺需求。

根据物料的不同，通过调节合适的进风管5的开口的角度，充分保证湿热的工艺循环热风与烟丝充分接触，并进行热交换和料液吸收，消除了滚筒粘叶现象，降低了能源消耗；另外，通过降低工艺循环热风的风速，进一步确保料液和热能被烟丝吸收的时间，减少其被排潮系统排出。

上述方法中，本发明方法还可以包括微调工艺循环热风动力风机的频率和工艺循环热风管道上的蒸汽压力，同时将滚筒2的出料口处烟丝的温度，与温度检测机构8所检测到的数据进行比较，直至两者的温度差值在1℃之内的步骤。因此，可以进一步使带有蒸汽的工艺循环热风与烟丝充分接触以提高吸收热能及料液的效率。

上述方法中，本发明方法还可以包括利用冷凝水收集管7收集工艺循环热风管道1中产生的冷凝水的步骤。本发明方法把原有的固定式进风口改为可调节角度的进风口，同时，把冷凝水收集管设置在出风口，最大限度地杜绝了冷凝水随热风进入加料滚筒内。

现以3000kg/h的烟丝加料机为例，结合附图和实施例说明本发明。

1)启动生产线，按日常生产时的工艺参数进行实物测试。

2)观察烟丝进入烟丝加料机后在耙钉作用下的抛洒状态和抛洒轨迹，在正常连续生产的情况下，找出烟丝在滚筒2内进料端的抛洒过程中最松散和料层最厚的区域。

3)通过调节进风管5的朝向，使进风管5正对步骤1)中选出的烟丝抛洒过程中最松散和料层最厚的区域。

4)循环热风管道1中的蒸汽压力由原来的3bar调节至1.6bar，此时从滚筒2出来的烟丝温度恰好在工艺要求的温度范围内波动。

5)调节动力风机3的频率至6HZ，滚筒2内的风速由原来的0.45m/s降低为0.054m/s。

6)微调动力风机3的频率和工艺循环热风管道上的蒸汽压力：检测滚筒2的出料口9处烟丝的温度，与循环热风管道1的回风部分由温度检测机构8所检测到的数据进行比较，两者的温度差值仅为0.6℃，符合调试要求。观察滚筒2的出料口处烟丝的温度，也符合工艺需求。

通过以上调节，工艺循环热风的热能和料液被烟丝充分吸收，排潮风量为由原来的2650m³/h下降到318m³/h，大大降低了能源和料液的损耗；把冷凝水收集管设置在出风口，避免了冷凝水随热风进入加料滚筒内，未发现湿团和水渍烟产生，同时消除了滚筒粘烟丝现象。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种提高烟丝吸收热能和料液效率的烟丝加料处理装置，

包括主要由工艺循环热风管道(1)、滚筒(2)、动力风机(3)、蒸汽喷嘴(4)和进风管(5)组成的烟丝加料机；

工艺循环热风(A)在所述动力风机(3)的作用下，经由所述蒸汽喷嘴(4)从所述进风管(5)吹入所述滚筒(2)，与烟丝混合；

其特征在于：

所述进风管(5)设置在所述滚筒(2)的中心轴线下方；

所述进风管(5)的开口方向朝上，以使其喷出的带蒸汽的工艺循环热风从低处斜向上喷出，所述进风管(5)的开口方向与水平面之间夹角的角度在0-60°范围内可调。

2.如权利要求1所述的装置，

其特征在于：

还包括用于调节所述进风管(5)的角度的转向机构(6)，

所述进风管(5)通过所述转向机构(6)与所述工艺循环热风管道(1)的出风口相连通。

3.如权利要求2所述的装置，

其特征在于：

所述进风管(5)上部的管壁长于其下部的管壁。

4.如权利要求3所述的装置，

其特征在于：

还包括冷凝水收集管(7)，

所述冷凝水收集管(7)与所述工艺循环热风管道(1)的出风口相连通，并且，所述冷凝水收集管(7)的开口方向朝下。

5.如权利要求4所述的装置，

其特征在于：

所述冷凝水收集管(7)的底面设置有气流无法通过但预设重量的冷凝水因重力作用而能够通过的装置。

6.如权利要求5所述的装置，

其特征在于：

还包括温度检测机构(8)，

所述温度检测机构(8)的温度检测部分位于所述工艺循环热风管道(1)的回风部分；

所述温度检测机构(8)的温度显示部分位于所述工艺循环热风管道(1)之外。

7.一种采用如权利要求1-6中任一项所述的装置实现的提高烟丝吸收热能和料液效率的烟丝加料处理方法，

其特征在于：

包括以下步骤：

1)启动生产线，按日常生产时的工艺参数进行实物测试；

2)观察烟丝进入烟丝加料机后的抛洒状态和抛洒轨迹，在正常连续生产的情况下，找出烟丝在滚筒(2)内进料端的抛洒过程中最松散和料层最厚的区域；

3)通过调节进风管(5)的朝向，使进风管(5)正对步骤1)中选出的烟丝抛洒过程中最松散和料层最厚的区域；

4)通过调节蒸汽喷嘴(4)输送到工艺循环热风管道(1)中的蒸汽流量，来调节经滚筒(2)处理后的烟丝温度，使之达到工艺需求；

5)通过调节动力风机(3)的频率，使滚筒(2)内的风速降低至烟丝在滚筒(2)内流速的1.5-3.0倍之间，使滚筒(2)内的热风及蒸汽恰好不外冒为宜；

6)微调工艺循环热风动力风机的频率和工艺循环热风管道上的蒸汽压力：

检测滚筒(2)的出料口处烟丝的温度，并与温度检测机构(8)所检测到的数据进行比较，计算两者的温度差值；当两者的温度差值大于1℃时，应逐步调低动力风机(3)的频率，直至两者的温度差值在1℃之内。

8.如权利要求7所述的方法，

其特征在于：

在步骤3)中，进风管(5)的中心轴线与水平面之间夹角的角度在0-60°范围内进行调节。

9.如权利要求8所述的方法，

其特征在于：

还包括利用冷凝水收集管(7)收集工艺循环热风管道(1)中产生的冷凝水的步骤。