CN103919261A - 一种烟草在线加工滚筒类增湿设备的增湿系统 - Google Patents

Abstract

一种烟草在线加工滚筒类增湿设备的增湿系统，包括：增湿水加热装置和增湿施加装置，增湿施加装置包括前环加水管路及后环加水管路，及其各自的加水独立控制系统；物料进入加湿设备前的重量信号和水分仪检测信号作为前喷嘴的热水施加控制信号，即实现单馈前环控制；物料离开加湿设备后的水分仪检测信号作为加湿设备后喷嘴的热水比例施加控制信号，即实现单馈后环控制；增湿水实现自动加热温控。加湿系统的前、后喷嘴单独单馈控制，计算和加水过程通过全数控方式控制实现自动化、快速化、适时无差异的控制，可实现加湿后烟草制品水分的均匀性；增湿水实现自动加热、温控可实现季节性差异烟草制品水分控制的一致性，从而提高烟草制品在线均质水平。

Description

一种烟草在线加工滚筒类增湿设备的增湿系统

技术领域

本发明涉及烟草加工领域，特别涉及一种烟草在线加工滚筒类增湿设备的增湿系统。

背景技术

目前，烟草行业对烟草物料的增温增湿都依靠双介质喷嘴（以下简称喷嘴）通过引射介质的引射向烟草物料施加常温液态水，为了保证物料的均质化加工要求，目前常用方法为：一个喷嘴前、后馈双环控制常温液态水量增湿法，即以加湿设备前电子秤重量信号和前水分仪检测信号作为基础前馈信号，加湿设备出口水分仪检测信号作为后馈信号，实现双环控制，后环修正前环，实现双馈控制信号计算流量后，再经过流量计流量信号比对计算输出数字信号，信号再经过数模转换成模拟信号控制加湿系统薄膜阀开度来实现加水量的自动控制，此方法存在以下三点问题：1、施加常温液态水，容易受季节性变化导致的常温水水温变化，引起季节性水份渗透活性不同，导致的烟草季节性物料内部自由水差异。2、使用一个喷嘴双环控制加水量，无论喷嘴安装位置如何确定都存在弊端：A、喷嘴安装在进口端，后馈控制环的滞后性修正导致控制影响要素差异性，从而放大物料水分控制波动幅度；B、喷嘴安装在出口端，后馈控制环的及时性得到体现，但后馈增湿体现在物料表面水量和均匀性影响得到放大（加水过程物料没得到充分翻滚混合和渗透）。3、双馈控制信号计算流量后，经过流量计流量信号比对计算后控制加湿系统薄膜阀开度（开度必须模拟信号控制，包括检测开度的信号也为模拟信号）来实现加水量的自动控制，存在信号转换（数字信号与模拟信号相互转换），进而存在信号衰减或放大，且整个加湿过程是动态的，故存在滞后性和不准确性。上述均无法适时均匀加湿烟草物料，未达到增湿的均质性。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种烟草在线加工滚筒类增湿设备的增湿系统，由加湿系统的前、后喷嘴单独单馈控制，计算和加水过程通过全数控方式控制实现自动化、快速化、适时无差异的控制，可实现加湿后烟草制品水分的均匀性；增湿水实现自动加热、温控可实现季节性差异烟草制品水分控制的一致性，从而提高烟草制品在线均质水平。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种烟草在线加工滚筒类增湿设备的增湿系统，包括增湿水加热装置和增湿施加装置，

增湿水加热装置包括热水罐，罐体上设置有水温检测元件、液位计及仪表盘，热水罐内设有搅拌器，热水罐上连接有常温水进水管路、罐体下部连接有饱和蒸汽管路及增湿加水管路，所述常温水进水管路、饱和蒸汽管路上分别设有阀门，所述增湿加水管路上设有过滤网，过滤网前后均设有阀门，水温检测元件连接控制器；

增湿施加装置连接增湿加水管路，并将增湿加水管路分为前环加水管路及后环加水管路，前环加水管路设有计量泵，流量计及进口端双介质喷嘴，后环加水管路设有计量泵，流量计及出口端双介质喷嘴，所述进口端双介质喷嘴及出口端双介质喷嘴分别连接有引射蒸汽管路，引射蒸汽管路上依次设有减压阀，压力表，气动球阀；

前环加水管路还设有控制其计量泵的前环加水独立控制系统，所述控制系统包括PLC、PID调节器、变频器，PLC收集烟草加工装置入口电子皮带秤及入口水分仪的烟草质量及水分信息，结合水分预设值进行修正，通过PID调节器、变频器控制前环加水管路计量泵流量，从而控制进口端双介质喷嘴喷雾量使烟草达到预设湿度；

后环加水管路还设有控制其计量泵的后环加水独立控制系统，所述控制系统包括PLC、PID调节器、变频器，PLC收集烟草加工装置出口水分仪的烟草水分信息，结合水分预设值进行补偿运算修正，通过PID调节器、变频器控制后环加水管路计量泵流量，从而控制出口端双介质喷嘴喷雾量使烟草达到预设湿度。

进一步的，所述热水罐体外设有真空保温层和/或热水罐采用保温材料制成。

进一步的，所述常温水进水管路、饱和蒸汽管路上分别连接有由控制器控制的气动球阀。

进一步的，所述热水罐罐体底部设置有连接至地沟的排水管路，罐体上端设有溢流管路，溢流管路与排水管路相连。

进一步的，所述排水管路上设有阀门，阀门位于溢流管路与排水管路汇合处的前部。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明设置有前、后独立的增湿管路且前后环加湿管路各自有独立的控制系统，从而单独控制各自的加湿水量，且两个喷嘴分别安装在滚筒类设备的前（进口）端和后（出口）端。物料进入加湿设备前的重量信号和前水分仪检测信号作为前喷嘴的热水施加控制信号，即实现单馈前环控制；物料离开加湿设备后的水分仪检测信号作为加湿设备后喷嘴的热水施加控制信号，即实现单馈后环控制；通过修正、优化控制系数，实现独立前控制环为主（加水量达80%略上），独立后控制环为辅（作为补充，加水量仅为20%略下），既前馈控制中避免后馈控制环修正影响，达到减小控制影响要素差异性，加水过程物料得到充分翻滚混合从而减少物料水分控制波动幅度；后馈控制又提高后馈控制环的响应速度，少量的补充加水量与水分子的渗透速度更近乎匹配；加湿系统的前、后喷嘴单独单馈控制，计算和加水过程通过全数控方式控制实现自动化、快速化、适时无差异的控制，可实现加湿后烟草制品水分的均匀性；增湿水实现自动加热、温控可实现季节性差异烟草制品水分控制的一致性，从而提高烟草制品在线均质水平。

附图说明

图1为本发明实施例的增湿水加热装置结构示意图。

图2为本发明实施例的前环加水管路结构示意图。

图3为本发明实施例的前环加水独立控制系统示意图。

图4为本发明实施例的后环加水管路结构示意图。

图5为本发明实施例的后环加水独立控制系统示意图。

其中，1-热水罐，2-水温检测元件，3-液位计，4-仪表盘，5-搅拌器，6-阀门，7-过滤网，8-计量泵，9-流量计，10-进口端双介质喷嘴，11-出口端双介质喷嘴，12-减压阀，13-压力表，14-气动球阀。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明方案做进一步详细说明：

一种烟草在线加工滚筒类增湿设备的增湿系统，包括增湿水加热装置和增湿施加装置，

如图1所示，增湿水加热装置包括热水罐1，罐体上设置有水温检测元件2、液位计3及仪表盘4，热水罐1内设有搅拌器5，热水罐1上连接有常温水进水管路、罐体下部连接有饱和蒸汽管路及增湿加水管路，所述常温水进水管路、饱和蒸汽管路上分别设有阀门6，所述增湿加水管路上设有过滤网7，过滤网7前后均设有阀门6，水温检测元件连接控制器；

增湿施加装置连接增湿加水管路，并将增湿加水管路分为前环加水管路及后环加水管路，如图2、4所示，前环加水管路设有计量泵8，流量计9及进口端双介质喷嘴10，后环加水管路设有计量泵8，流量计9及出口端双介质喷嘴11，所述进口端双介质喷嘴10及出口端双介质喷嘴11分别连接有引射蒸汽管路，引射蒸汽管路上依次设有减压阀12，压力表13，气动球阀14；

如图3所示，前环加水管路还设有控制其计量泵8的前环加水独立控制系统，所述控制系统包括PLC、PID调节器、变频器，PLC收集烟草加工装置入口电子皮带秤及入口水分仪的烟草质量及水分信息，结合水分预设值进行修正，通过PID调节器、变频器控制前环加水管路计量泵8流量，从而控制进口端双介质喷嘴10喷雾量使烟草达到预设湿度；

如图5所示，后环加水管路还设有控制其计量泵8的后环加水独立控制系统，所述控制系统包括PLC、PID调节器、变频器，PLC收集烟草加工装置出口水分仪的烟草水分信息，结合水分预设值进行修正，通过PID调节器、变频器控制后环加水管路计量泵8流量，从而控制出口端双介质喷嘴11喷雾量使烟草达到预设湿度。

进一步的，所述热水罐体外设有真空保温层和/或热水罐采用保温材料制成。

进一步的，所述常温水进水管路、饱和蒸汽管路上分别连接有由控制器控制的气动球阀14。

进一步的，所述热水罐罐体底部设置有连接至地沟的排水管路，罐体上端设有溢流管路，溢流管路与排水管路相连。

进一步的，所述排水管路上设有阀门6，阀门6位于溢流管路与排水管路汇合处的前部。

本发明的工作原理为：工作中，第一步、启动加湿设备预热时，自动启动增湿水加热装置，检测液位计3液位，对热水罐1进行补水和加热，水温检测元件2检测罐内水温，并在仪表盘4显示，控制器按照增湿水设定温度，控制常温水进水管路、饱和蒸汽管路上的气动球阀14开闭，从而调节罐内水温，饱和蒸汽进入罐内后，搅拌器5启动，使罐内温度尽快均匀，并将加湿水经管路送出，罐体上的排水管路在清洁罐体是方便排水，溢流管路设置于罐体上端防止加水过量，罐体需要清洗时，根据需要闭合过滤网7前端或后端阀门6，以免污染其他管路，第二步、加湿设备前电子皮带秤检测到物料重量、水分仪检测到物料水分，按照预设湿度经PLC运算出瞬时加水量后延时一段时间至物料达到喷嘴处，加湿设备开始工作；

第三步、经PID调节，变频器控制启动前馈环加湿计量泵8（同时打开引射蒸汽控制阀门），热水由热水罐通过管路和流量计9计量后被抽至进口端双介质喷嘴10内喷嘴出口被引射蒸汽吹散后喷撒在物料上。

第四步、当物料到达加湿设备出口水分仪时，启动后馈环控制，依据出口水分湿度及预设湿度值，PLC运算出瞬时加水量，经PID调节，变频器控制启动后馈环加湿计量泵8，热水由热水罐通过管路和流量计9计量后被抽至出口端双介质喷嘴11内喷嘴出口被引射蒸汽吹散后喷撒在物料上。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种烟草在线加工滚筒类增湿设备的增湿系统，包括增湿水加热装置和增湿施加装置，其特征在于，

增湿水加热装置包括热水罐，罐体上设置有水温检测元件、液位计及仪表盘，热水罐内设有搅拌器，热水罐上连接有常温水进水管路、罐体下部连接有饱和蒸汽管路及增湿加水管路，所述常温水进水管路、饱和蒸汽管路上分别设有阀门，所述增湿加水管路上设有过滤网，过滤网前后均设有阀门，水温检测元件连接控制器；

增湿施加装置连接增湿加水管路，并将增湿加水管路分为前环加水管路及后环加水管路，前环加水管路设有计量泵，流量计及进口端双介质喷嘴，后环加水管路设有计量泵，流量计及出口端双介质喷嘴，所述进口端双介质喷嘴及出口端双介质喷嘴分别连接有引射蒸汽管路，引射蒸汽管路上依次设有减压阀，压力表，气动球阀；

前环加水管路还设有控制其计量泵的前环加水独立控制系统，所述加水控制系统包括PLC、PID调节器、变频器，PLC收集烟草加工装置入口电子皮带秤及入口水分仪的烟草质量及水分信息，结合水分预设值进行补偿运算修正，通过PID调节器、变频器控制前环加水管路计量泵流量，从而控制进口端双介质喷嘴喷雾量使烟草达到预设湿度；

后环加水管路还设有控制其计量泵的后环加水独立控制系统，所述加水控制系统包括PLC、PID调节器、变频器，PLC收集烟草加工装置出口水分仪的烟草水分信息，结合水分预设值进行补偿运算修正，通过PID调节器、变频器控制后环加水管路计量泵流量，从而控制出口端双介质喷嘴喷雾量使烟草达到预设湿度。

2.如权利要求1所述的增湿系统，其特征在于，所述热水罐体外设有真空保温层和/或热水罐采用保温材料制成。

3.如权利要求1所述的增湿系统，其特征在于，所述常温水进水管路、饱和蒸汽管路上分别连接有由控制器控制的气动球阀。

4.如权利要3所述的增湿系统，其特征在于，所述热水罐罐体底部设置有连接至地沟的排水管路，罐体上端设有溢流管路，溢流管路与排水管路相连。

5.如权利要4所述的增湿系统，其特征在于，所述排水管路上设有阀门，阀门位于溢流管路与排水管路汇合处的前部。