CN104445036A - 一种烟草加香系统及料液流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟草加香系统及料液流量控制方法，该烟草加香系统包括加香滚筒，在加香滚筒入口设有电子皮带秤和入口振槽；在加香滚筒的入口设有入口双介质雾化喷嘴及入口控制系统，所述入口控制系统由入口过滤器、入口齿轮泵和入口质量流量计构成；在加香滚筒的出口设有出口双介质雾化喷嘴及出口控制系统，所述出口控制系统由出口过滤器、出口齿轮泵和出口质量流量计构成；由确定的入口料液施加量和出口料液施加量，确定瞬时加香比例，再利用PLC修正加香比例，调整出口料液施加量，使实际加香流量与计算料液施加量相等。

Description

一种烟草加香系统及料液流量控制方法

技术领域

本发明涉及烟草加工设备和方法，具体说是一种烟草加香系统及料液流量控制方法。

背景技术

在烟草加工的过程中，烟草加香是将调配好的香料溶液均匀喷洒在烟丝中的工艺过程。在卷烟烟丝中加入适当的香料可以增强烟叶配方原有的优美烟韵、消除杂气、弥补产品中缺少或不足的香气，使产品的烟香气更加丰厚、醇正。对于加香工序来说，应按照产品设计的要求，将配制好的香料准确、均匀地施加到混合丝上。通常使用双介质雾化喷嘴，并根据料液流量的大小，利用1.8-2.5bar的压缩空气对香料液进行雾化，以便于加香料液的吸收。

现有系统存在的不足主要如下：

(1)达到相同的雾化效果，料液流量越大，所需的雾化压力就越大，为保证加工环境的清洁，加香机配置排废汽风机，将因过高雾化压力溢出的香液颗粒排至异味处理系统进行处理，导致香料液损失；

(2)采用单系统对料液进行施加，雾化后料液与混合丝直接接触面积较小，香料施加的均匀性较差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种烟草加香系统及料液流量控制方法，达到了香料液准确、均匀地施加到混合丝的目的。

本发明具体采用以下具体方案：

一种烟草加香系统，包括可编程逻辑控制器PLC、变频器、料液罐和加香滚筒；

其中，在加香滚筒入口设有电子皮带秤和入口振槽，还设有入口双介质雾化喷嘴及入口控制系统，所述入口控制系统由入口过滤器、入口齿轮泵和入口质量流量计依次连接构成；

在加香滚筒的出口设有出口双介质雾化喷嘴及出口控制系统，所述出口控制系统由出口过滤器、出口齿轮泵和出口质量流量计依次连接构成；

所述料液罐的出口通过第一球阀分别连接加香滚筒的入口过滤器和出口过滤器，所述料液罐的进口分为两路，一路通过加香滚筒的出口三位两通阀连接到加香滚筒的出口质量流量计，另一路通过加香滚筒的入口三位两通阀连接到加香滚筒的入口质量流量计；

所述变频器，通过可编程逻辑控制器PLC调节齿轮泵的频率，使实际加香流量与计算料液施加量相等。

所述入口双介质雾化喷嘴一端依次连接电磁阀，电磁阀的开闭受可编程逻辑控制器PLC的控制，进行雾化加香料液；

减压器，用于将压缩空气的压力降至工艺要求的压力；

空气过滤器，用于过滤压缩空气的杂质；

压缩空气通入球阀，用于连接压缩空气管路，关闭或连接压缩空气。

所述出口双介质雾化喷嘴一端也依次连接电磁阀、减压器、空气过滤器和压缩空气通入球阀，另一端连接到出口三位两通阀。

所述入口齿轮泵和入口质量流量计的中间管道上设有第一压力表；所述出口齿轮泵和出口质量流量计的中间管道上第二压力表。

所述加香滚筒的入口处还设有排废气风机，用于排出加香滚筒内的废气。

与入口齿轮泵和入口质量流量并联的管道上设置有入口膜片阀；所述与出口齿轮泵和出口质量流量并联的设置有出口膜片阀。

基于烟草加香系统的料液流量控制方法，包括以下具体步骤：

S100：启动烟草加香系统，并向料液罐内填充香料；

S200：可编程逻辑控制器PLC采集流经加香滚筒入口电子皮带秤混合烟丝的瞬时流量F，并进入先进先出队列；

S300：由入口加香控制系统和出口加香控制系统分别施加入口料液施加量L_i和出口料液施加量L₀；

S400：由步骤S300所得入口料液施加量L_i和出口料液施加量L₀，确定实时加香比例，并与理论加香比例比较，若实时加香比例与理论加香比例存在差异，再利用可编程逻辑控制器PLC修正加香比例k'，调整出口料液施加量，使实际加香流量与计算料液施加量相等；

所述步骤S400中，修正加香比例系数k'采用以下公式：

$k^{\′}=\frac{\frac{L_i+L_0}{y}-b}{a}$

式中，y为电子皮带秤累计量；k'的初始值为零；a为加香修正常数，根据系统要求进行设定，一般取值范围为5—20；b为烟丝加香设定比例，且b＝k₁+k₂；k₁为入口加香比例；k₂为出口加香比例。

所述步骤S300中确定入口料液施加量L_i的步骤包括：

S301：由步骤S200获取的电子皮带秤混合烟丝的瞬时流量F，以及入口加香比例k₁，确定入口料液施加量L_i：

L_i＝F×k₁；

S302：步骤S301所获得的入口料液施加量L_i进入先进先出队列；

S303：向加香滚筒入口施加料液，施加量为步骤S302所获得的出栈入口料液施加量L_i。

所述步骤S300中确定出口料液施加量L₀的步骤包括：

S311：根据由步骤S200获取的电子皮带秤混合烟丝的瞬时流量F，出口加香比例k₂和修正加香比例k'，确定出口料液施加量L_o：

L₀＝F×(k₂+k')；

S312：步骤S311所获得的出口料液施加量L_o进入先进先出队列；

S313：向加香滚筒出口施加料液，施加量为步骤S312所获得的出栈出口料液施加量L_o。

本发明的积极效果：

(1)采用入口和出口双系统对料液流量进行施加，可降低单个双介质雾化喷嘴所需雾化的料液流量，从而在保证雾化效果的前提下，有效降低雾化压力，从而减少香料液的损失；

(2)同时入口、出口双系统对料液进行施加，可有效增加雾化后料液与混合丝接触面积，提高香料施加的均匀性，提高卷烟产品内在质量的稳定性。

附图说明

图1为本发明的烟草加香系统的示意图；

图2为本发明烟草加香系统的料液流量控制方法流程图。

其中：1、压缩空气球阀；2、空气过滤器；3、减压器；4、电磁阀；5、出口三位两通阀；6、出口双介质喷嘴；7、入口三位两通阀；8、入口双介质喷嘴；9、料液罐；10、第一球阀；11、出口过滤器；12、出口膜片阀；13、出口齿轮泵；14、第一压力表；15、出口质量流量计；16、入口过滤器；17、入口膜片阀；18、入口齿轮泵；19、第二压力表；20、入口质量流量计；21、电子皮带秤；22、排废气风机；23、加香滚筒；24、入口振槽。

具体实施方式

由图1所示，一种烟草加香系统，包括：加香滚筒23，在加香滚筒23入口设有电子皮带秤21和入口振槽24；在加香滚筒23的入口设有入口双介质雾化喷嘴8及入口控制系统，所述入口控制系统由入口过滤器16、入口齿轮泵18和入口质量流量计20构成；在加香滚筒23的出口设有出口双介质雾化喷嘴6及出口控制系统，所述出口控制系统由出口过滤器11、出口齿轮泵13和出口质量流量计15构成，所述入口齿轮泵18和入口质量流量计20的中间管道上设有第一压力表14；所述出口齿轮泵13和出口质量流量计15的中间管道上第二压力表19；与入口齿轮泵18和入口质量流量计20并联的管道上设置有入口膜片阀17；所述与出口齿轮泵13和出口质量流量计15并联的设置有出口膜片阀12，其中，入口膜片阀17和出口膜片阀12，分别用于清洗加香滚筒23的入口管路和加香滚筒23的出口管路。

系统还包括可编程逻辑控制器PLC、变频器和料液罐9，PLC用来分别计算入口、出口料液施加量，变频器用以调节齿轮泵的频率，使实际加香流量与计算料液施加量相等。入口、出口加香控制系统分别形成两个雾化加香控制区域，对料液流量进行控制。

料液罐9的出口通过第一球阀10分别连接加香滚筒23的入口过滤器16和出口过滤器11，所述料液罐9的进口分为两路，一路通过加香滚筒23的出口三位两通阀7连接到加香滚筒23的出口质量流量计15，另一路通过加香滚筒23的入口三位两通阀5连接到加香滚筒23的入口质量流量计20。

所述出口双介质雾化喷嘴6一端也依次连接电磁阀4、减压器3、空气过滤器2和压缩空气通入球阀1，另一端连接到出口三位两通阀7。

所述入口双介质雾化喷嘴8一端依次连接电磁阀4，电磁阀4的开闭受可编程逻辑控制器PLC的控制，进行雾化加香料液；减压器3，用于将压缩空气的压力降至工艺要求的压力；空气过滤器2，用于过滤压缩空气的杂质；压缩空气通入球阀1，用于连接压缩空气管路，关闭或连接压缩空气。

所述加香滚筒23的入口处还设有排废气风机22，用于排出加香滚筒23内的废气。

入口、出口加香控制系统分区域对加香滚筒内的混合丝进行料液施加，可有效降低单系统施加料液的流量，从而降低双介质喷嘴雾化压力，避免雾化压力过高导致料液随排废系统排出；同时入口、出口双系统对料液进行施加，可有效增加雾化后料液与混合丝接触面积，提高香料施加的均匀性，提高卷烟产品内在质量的稳定性。

如图2所示，用于本发明烟草加香系统的料液流量控制方法，它采用入口开环、出口闭环控制系统的方式来控制料液流量施加。

入口料液流量系统根据混合丝流量及入口加香比例系数k₁对料液流量进行开环控制；出口料液流量系统根据混丝流量、出口加香比例系数k₂及实时加香比例反馈修正系数对料液流量进行闭环控制，其中实时加香比例由入口料液流量累计值、出口料液流量累计值及混合丝流量累积值计算获得，加香修正系数由实时加香比例、设定比例及工艺要求给出。

本发明的一种烟草加香系统的料液流量控制方法，包括以下具体步骤：

S100：启动烟草加香系统，并向料液罐内填充香料；

S200：可编程逻辑控制器PLC采集流经加香滚筒入口电子皮带秤混合烟丝的瞬时流量F，并进入先进先出队列；

S300：由入口加香控制系统和出口加香控制系统分别施加入口料液和出口料液；

在步骤S300中确定入口料液施加量L_i的步骤包括：

S301：由步骤S200获取的电子皮带秤混合烟丝的瞬时流量F，以及入口加香比例k₁，确定入口料液施加量L_i：

L_i＝F×k₁；

S302：步骤S301所获得的入口料液施加量L_i进入先进先出队列；

S303：向加香滚筒入口施加料液，施加量为步骤S302所获得的出栈入口料液施加量L_i；

步骤S300中确定出口料液施加量L₀的步骤包括：

S311：根据由步骤S200获取的电子皮带秤混合烟丝的瞬时流量F，出口加香比例k₂和修正加香比例k'，确定出口料液施加量L_o：

L₀＝F×(k₂+k')

其中，修正加香比例系数k'采用以下公式：

$k^{\′}=\frac{\frac{L_i+L_0}{y}-b}{a}$

式中，y为电子皮带秤累计量；k'的初始值为零；a为加香修正常数，根据系统要求进行设定，一般取值范围为5—20；b为烟丝加香设定比例，且b＝k₁+k₂；k₁为入口加香比例；k₂为出口加香比例；

S312：步骤S311所获得的出口料液施加量L_o进入先进先出队列；

S313：向加香滚筒出口施加料液，施加量为步骤S312所获得的出栈出口料液施加量L_o；

S400：由步骤S300所得入口料液施加量和出口料液施加量，确定实时加香比例，并与理论加香比例比较，若实时加香比例与理论加香比例存在差异，再利用可编程逻辑控制器PLC修正加香比例k'，调整出口料液施加量，使实际加香流量与计算料液施加量相等。

Claims (9)

1.一种烟草加香系统，其特征在于，包括可编程逻辑控制器PLC、变频器、料液罐和加香滚筒；

其中，在加香滚筒入口设有电子皮带秤和入口振槽，还设有入口双介质雾化喷嘴及入口控制系统，所述入口控制系统由入口过滤器、入口齿轮泵和入口质量流量计依次连接构成；

在加香滚筒的出口设有出口双介质雾化喷嘴及出口控制系统，所述出口控制系统由出口过滤器、出口齿轮泵和出口质量流量计依次连接构成；

所述料液罐的出口通过第一球阀分别连接加香滚筒的入口过滤器和出口过滤器，所述料液罐的进口分为两路，一路通过加香滚筒的出口三位两通阀连接到加香滚筒的出口质量流量计，另一路通过加香滚筒的入口三位两通阀连接到加香滚筒的入口质量流量计；

所述变频器，通过可编程逻辑控制器PLC调节齿轮泵的频率，使实际加香流量与计算料液施加量相等。

2.如权利要求1所述的一种烟草加香系统，其特征在于，所述入口双介质雾化喷嘴一端依次连接电磁阀，电磁阀的开闭受可编程逻辑控制器PLC的控制，进行雾化加香料液；

减压器，用于将压缩空气的压力降至工艺要求的压力；

空气过滤器，用于过滤压缩空气的杂质；

压缩空气通入球阀，用于连接压缩空气管路，关闭或连接压缩空气。

3.如权利要求1所述的一种烟草加香系统，其特征在于，所述出口双介质雾化喷嘴一端也依次连接电磁阀、减压器、空气过滤器和压缩空气通入球阀，另一端连接到出口三位两通阀。

4.如权利要求1所述的一种烟草加香系统，其特征在于，所述入口齿轮泵和入口质量流量计的中间管道上设有第一压力表；所述出口齿轮泵和出口质量流量计的中间管道上第二压力表。

5.如权利要求1所述的一种烟草加香系统，其特征在于，所述加香滚筒的入口处还设有排废气风机，用于排出加香滚筒内的废气。

6.如权利要求1所述的一种烟草加香系统，其特征在于，与入口齿轮泵和入口质量流量并联的管道上设置有入口膜片阀；所述与出口齿轮泵和出口质量流量并联的设置有出口膜片阀。

7.一种基于如权利要求1-6任一项所述的烟草加香系统的料液流量控制方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S100：启动烟草加香系统，并向料液罐内填充香料；

S200：可编程逻辑控制器PLC采集流经加香滚筒入口电子皮带秤混合烟丝的瞬时流量F，并进入先进先出队列；

S300：由入口加香控制系统和出口加香控制系统分别施加入口料液施加量L_i和出口料液施加量L₀；

S400：由步骤S300所得入口料液施加量L_i和出口料液施加量L₀，确定实时加香比例，并与理论加香比例比较，若实时加香比例与理论加香比例存在差异，再利用可编程逻辑控制器PLC修正加香比例k^'，调整出口料液施加量，使实际加香流量与计算料液施加量相等；

所述步骤S400中，修正加香比例系数k^'采用以下公式：

$k^{\text{'}}=\frac{\frac{L_i+L_0}{y}-b}{a}$

式中，y为电子皮带秤累计量；k^'的初始值为零；a为加香修正常数，根据系统要求进行设定，取值范围为5—20；b为烟丝加香设定比例，且b＝k₁+k₂；k₁为入口加香比例；k₂为出口加香比例。

8.如权利要求7所述的一种烟草加香系统的料液流量控制方法，其特征在于，所述步骤S300中确定入口料液施加量L_i的步骤包括：

S301：由步骤S200获取的电子皮带秤混合烟丝的瞬时流量F，以及入口加香比例k₁，确定入口料液施加量L_i：

L_i＝F×k₁；

S302：步骤S301所获得的入口料液施加量L_i进入先进先出队列；

S303：向加香滚筒入口施加料液，施加量为步骤S302所获得的出栈入口料液施加量L_i。

9.如权利要求7所述的一种烟草加香系统的料液流量控制方法，其特征在于，所述步骤S300中确定出口料液施加量L₀的步骤包括：

S311：根据由步骤S200获取的电子皮带秤混合烟丝的瞬时流量F，出口加香比例k₂和修正加香比例k^'，确定出口料液施加量L_o：

L₀＝F×(k₂+k^')；

S312：步骤S311所获得的出口料液施加量L_o进入先进先出队列；

S313：向加香滚筒出口施加料液，施加量为步骤S312所获得的出栈出口料液施加量L_o。