CN105686041B - 烘丝机及烘丝方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烘丝机及烘丝方法。烘丝机用于对烟丝进行干燥处理，包括滚筒和电加热系统，电加热系统包括电加热结构，电加热结构通过滚筒对滚筒内容纳的烟丝进行加热。本发明的烘丝机的电加热结构对烟丝进行加热的加热介质为电能，与现有技术中的烘丝机利用蒸汽来加热相比，电压和电流的稳定性的控制更简单方便，提高了温度控制的稳定性。

Description

烘丝机及烘丝方法

技术领域

本发明涉及烟草加工领域，特别涉及一种烘丝机及烘丝方法。

背景技术

烘丝是卷烟制丝环节最为重要的工序之一，其主要作用有：把烟丝干燥到适合卷制成烟支所需的含水率；使烟丝进一步松散和变形卷曲，提高填充能力；烘烤过程将部分青杂味物质挥发排出，使烟丝香气显露出来，提高烟丝品质；使烟丝中不同的配方成分混合更加均匀。可见，烘丝工序直接影响烟丝的整丝率与填充值等物理质量和香气量、杂气量与刺激性等感官质量，以及产品质量的稳定性。

如图1所示，现有技术中的烘丝机包括滚筒1'、蒸汽系统、机架5'、前室6'和后室7'。其中，如图2所示，滚筒1'包括筒壁11'和抄板12'。蒸汽系统包括供汽系统(图中未示出)、蒸汽管网2'和旋转接头4'。筒壁11'和抄板12'的内部均匀设置有蒸汽管网2'。

滚筒1'安装于机架5'上且其进料端高，出料端低。烟丝从前室6'进入滚筒1'，滚筒1'在传动装置的作用下持续转动。工作时，蒸汽在蒸汽管网2'内流动，完成对筒壁11'和抄板12'的加热。烟丝在筒壁11'和抄板12'的共同作用下上下翻滚并螺旋式行进，从后室7'的出料口进入下一道工序。烟丝在滚筒1'内行进的过程中由筒壁11'和抄板12'共同提供热能，实现烟丝的干燥处理。

如图1所示，蒸汽管网包括多个蒸汽支管21'。蒸汽支管包括第一管段211'、第二管段212'和第三管段213'。蒸汽从蒸汽进入口41'进入旋转接头4'，再通过一进汽环管(图中未示出)分配到各蒸汽入口214'。而后依次到达各蒸汽支管的第一管段211'、第二管段212'和第三管段213'，从第三管段213'出来的蒸汽及冷凝水从蒸汽出口215'通过出汽环管到达旋转接头4'的蒸汽排放口42'排出。

现有技术中的烘丝机至少存在以下问题：

1.由于第一管段211'的蒸汽温度高，到了第二管段212'蒸汽温度逐渐降低，到了第三管段213'蒸汽基本转化为冷凝水，因此筒壁11'和抄板12'上各个区段的温度是不均匀的，烘丝机的温度稳定性差,烟丝在加热过程中受热不均匀，导致烘后烟丝的含水率均匀性差。

2.现有技术中的烘丝机利用蒸汽作为加热的介质，是通过调节蒸汽进入口41'的压力来实现温度的调节的，但其压力是时时波动的，无法稳定控制。并且当蒸汽进入到蒸汽网管内后，其温度是低于其在蒸汽入口时的温度的，所以实际用来加热烟丝的筒壁11'和抄板12'的温度是很难控制的。因此现有技术中的烘丝机存在温度控制精度差的问题。

3.蒸汽在0.1Mpa时温度为120℃，0.3Mpa时温度为143℃，当入口压力低于0.1Mpa时，蒸汽在管网内流动速度较慢，可能在第一管段211'时就产生冷凝水，热传导率低，影响烘丝机的烘丝能力和烘后烟丝的质量；当入口压力高于0.3Mpa时，蒸汽系统的故障率高，尤其是旋转结构4'，设备维修工作量大。因此，现有技术中的烘丝机对烟丝进行低于120℃和高于143℃的温度范围的处理难度较大。

4.旋转接头4'的石棉盘根密封极易磨损，当旋转接头4'的密封性变差后，导致进入蒸汽入口214'的蒸汽通过密封间隙进入压力略低的冷凝水回收管，致使回水管路内压力升高，易导致冷凝水无法排出，降低烘丝机对烟丝的干燥处理能力。因此，现有技术中的烘丝机存在旋转接头故障率高的问题。

5.在烘丝工序刚开始或者要结束时，烟丝的流量较小，而现有技术中的烘丝机利用蒸汽作为加热介质，温度控制精度差，易造成当烟丝流量小时烟丝含水率不合格，导致烟丝浪费。

6.设备运行过程中，蒸汽和冷凝水从蒸汽排放口42'持续不断地排放到烘丝机外，造成能源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烘丝机及烘丝方法，以解决现有技术中的烘丝机存在的温度稳定性差的问题。

本发明的第一方面提供一种烘丝机，用于对烟丝进行干燥处理，烘丝机包括滚筒和电加热系统，电加热系统包括电加热结构，电加热结构通过滚筒对滚筒内容纳的烟丝进行加热。

进一步地，电加热系统还包括温度控制装置，温度控制装置包括温度控制器，电加热结构与温度控制器耦合，温度控制器通过控制电加热结构的发热量控制滚筒的温度。

进一步地，温度控制装置还包括检测滚筒的温度值的温度传感器，温度传感器与温度控制器耦合，温度控制器接收温度传感器的检测值并根据检测值对滚筒的温度进行反馈控制。

进一步地，烘丝机还包括用于使滚筒保温的保温结构。

进一步地，滚筒包括筒壁，电加热结构包括筒壁电加热结构，筒壁电加热结构通过筒壁对烟丝进行加热。

进一步地，筒壁电加热结构包括设于筒壁的外侧面上的筒壁电热板。

进一步地，在滚筒的轴向上，筒壁包括前段筒壁、中段筒壁和后段筒壁，筒壁电加热结构包括设置于前段筒壁处的前段筒壁电加热结构、设置于中段筒壁处的中段筒壁电加热结构和设置于后段筒壁处的后段筒壁电加热结构，且前段筒壁电加热结构、中段筒壁电加热结构和后段筒壁电加热结构的发热量能够分别独立控制。

进一步地，电加热系统还包括温度控制装置，温度控制装置包括温度控制器和检测滚筒的温度值的温度传感器，电加热结构和温度传感器分别与温度控制器耦合，温度控制器接收温度传感器检测的温度值并根据温度值对电加热结构的发热量进行反馈控制，其中，温度传感器包括检测前段筒壁的温度的前段筒壁温度传感器、检测中段筒壁的温度的中段筒壁温度传感器和检测后段筒壁的温度的后段筒壁温度传感器，温度控制器根据前段筒壁温度传感器的检测值对前段筒壁电加热结构的发热量进行反馈控制、根据中段筒壁温度传感器的检测值对中段筒壁电加热结构的发热量进行反馈控制、根据后段筒壁温度传感器的检测值对后段筒壁电加热结构的发热量进行反馈控制。

进一步地，滚筒的筒壁的内侧面上设有抄板，电加热结构包括抄板电加热结构，抄板电加热结构通过抄板对烟丝进行加热。

进一步地，抄板具有中空腔体，抄板电加热结构设置于中空腔体内。

进一步地，抄板电加热结构包括抄板电热板，抄板电热板与抄板的中空腔体的腔壁之间为过渡配合。

进一步地，抄板在滚筒的轴向上包括前段抄板、中段抄板和后段抄板，抄板电加热结构包括设置于前段抄板处的前段抄板电加热结构、设置于中段抄板处的中段抄板电加热结构和设置于后段抄板处的后段抄板电加热结构，且前段抄板电加热结构、中段抄板电加热结构和后段抄板电加热结构的发热量能够分别独立控制。

进一步地，电加热系统还包括温度控制装置，温度控制装置包括温度控制器和检测滚筒的温度值的温度传感器，电加热结构和温度传感器分别与温度控制器耦合，温度控制器接收温度传感器检测的温度值并根据温度值对电加热结构的发热量进行反馈控制，其中，温度传感器包括检测前段抄板的温度的前段抄板温度传感器、检测中段抄板的温度的中段抄板温度传感器和检测后段抄板的温度的后段抄板温度传感器，温度控制器根据前段抄板温度传感器的检测值对前段抄板电加热结构的发热量进行反馈控制、根据中段抄板温度传感器的检测值对中段抄板电加热结构的发热量进行反馈控制、根据后段抄板温度传感器的检测值对后段抄板电加热结构的发热量进行反馈控制。

进一步地，滚筒能够绕滚筒的中心轴线旋转，电加热系统还包括电滑环，电滑环设于滚筒的端部并位于滚筒的中心轴线上，电滑环与电加热结构电连接用于为电加热结构供电。

进一步地，烘丝机还包括热风系统，热风系统提供热风以将烟丝挥发的潮气带出滚筒。

本发明的第二方面提供一种基于本发明的第一方面提供的烘丝机的烘丝方法，包括运用电加热系统对滚筒内容纳的烟丝进行加热的烟丝加热过程。

进一步地，在所述滚筒的轴向上，所述滚筒的筒壁包括前段筒壁、中段筒壁和后段筒壁，所述滚筒的抄板包括前段抄板、中段抄板和后段抄板，烟丝加热过程包括在烟丝以稳定流量进入滚筒时对烟丝进行加热的稳态加热阶段，稳态加热阶段包括：

控制滚筒的前段筒壁的温度位于预设前段筒壁稳态温度范围内、控制滚筒的中段筒壁的温度位于预设中段筒壁稳态温度范围内以及控制滚筒的后段筒壁的温度位于预设后段筒壁稳态温度范围内；

控制滚筒的前段抄板的温度位于预设前段抄板稳态温度范围内，控制滚筒的中段抄板的温度位于预设中段抄板稳态温度范围内以及控制滚筒的后段抄板的温度位于预设后段抄板稳态温度范围内。

进一步地，预设前段抄板稳态温度范围的最低值、预设中段抄板稳态温度范围的最低值和预设后段抄板稳态温度范围的最低值各自大于等于对应区段预设筒壁稳态温度范围的最低值，且预设前段抄板稳态温度范围的最高值、预设中段抄板稳态温度范围的最高值和预设后段抄板稳态温度范围的最高值各自大于等于对应区段的预设筒壁稳态温度范围的最高值。

进一步地，烘丝方法包括在烟丝进入滚筒前对滚筒进行预热的滚筒预热过程，滚筒预热过程包括：

控制滚筒的中段筒壁的温度位于预设中段筒壁预热温度范围内，预设中段筒壁预热温度范围的最低值大于等于预设中段筒壁稳态温度范围的最低值且预设中段筒壁预热温度范围的最高值大于等于预设中段筒壁稳态温度范围的最高值；和/或，

控制滚筒的后段筒壁的温度位于预设后段筒壁预热温度范围内，预设后段筒壁预热温度范围的最低值大于等于预设后段筒壁稳态温度范围的最低值且预设后段筒壁预热温度范围的最高值大于等于预设后段筒壁稳态温度范围的最高值；和/或，

控制滚筒的中段抄板的温度位于预设中段抄板预热温度范围内，预设中段抄板预热温度范围的最低值大于等于预设中段抄板稳态温度范围的最低值且预设中段抄板预热温度范围的最高值大于等于预设中段抄板稳态温度范围的最高值；和/或，

控制滚筒的后段抄板的温度位于预设后段抄板预热温度范围内，预设后段抄板预热温度范围的最低值大于等于预设后段抄板稳态温度范围的最低值且预设后段抄板预热温度范围的最高值大于等于预设后段抄板稳态温度范围的最高值。

进一步地，烟丝加热过程还包括在稳态加热阶段前烟丝以小于稳定流量的流量进入滚筒时对烟丝进行加热的料头加热阶段，料头加热阶段包括：

控制滚筒的前段筒壁的温度位于预设前段筒壁料头温度范围内，预设前段筒壁料头温度范围的最低值小于预设前段筒壁稳态温度范围的最低值且预设前段筒壁料头温度范围的最高值小于预设前段筒壁稳态温度范围的最高值；和/或，

控制滚筒的前段抄板的温度位于预设前段抄板料头温度范围内，预设前段抄板料头温度范围的最低值小于预设前段抄板稳态温度范围的最低值且预设前段抄板料头温度范围的最高值小于预设前段抄板稳态温度范围的最高值。

进一步地，烟丝加热过程还包括在稳态加热阶段后烟丝以小于稳定流量的流量进入滚筒时对烟丝进行加热的料尾加热阶段，料尾加热阶段包括：

控制滚筒的后段筒壁的温度位于预设后段筒壁料尾温度范围内，预设后段筒壁料尾温度范围的最低值小于预设后段筒壁稳态温度范围的最低值且预设后段筒壁料尾温度范围的最高值小于预设后段筒壁稳态温度范围的最高值，或将后段筒壁对应的部分电加热结构的电源关闭；和/或，

控制滚筒的后段抄板的温度位于预设后段抄板料尾温度范围内，预设后段抄板料尾温度范围的最低值小于所述预设后段抄板稳态温度范围的最低值且预设后段抄板料尾温度范围的最高值小于预设后段抄板稳态温度范围的最高值，或将后段抄板对应的部分电加热结构的电源关闭。

进一步地，在烟丝加热过程中，根据滚筒的温度的测量值对滚筒的温度进行反馈控制。

进一步地，反馈控制包括：

在所述滚筒的轴向上，滚筒的筒壁包括前段筒壁、中段筒壁和后段筒壁，当前段筒壁、中段筒壁和后段筒壁中温度的测量值高于对应区段的预设的筒壁的温度的范围的最高值时，降低设置于对应区段的筒壁电加热结构的电源的电压或电流；当滚筒的某区段的温度的测量值低于对应区段的预设的筒壁的温度的范围的最低值时，升高对应区段的筒壁电加热结构的电源的电压或电流；和/或，

在所述滚筒的轴向上，滚筒的抄板包括前段抄板、中段抄板和后段抄板，当前段抄板、中段抄板和后段抄板中某区段的温度的检测值高于预设的对应区段的抄板的温度的范围的最高值时，降低对应区段的抄板电加热结构的电源的电压或电流；当抄板的某区段的温度的检测值低于预设的对应区段的抄板的温度的范围的最低值时，升高对应区段的抄板电加热结构的电源的电压或电流。

进一步地，烘丝方法还包括：当烘丝机故障停机时，同时降低滚筒的前段筒壁、中段筒壁、后段筒壁、前段抄板、中段抄板和后段抄板的温度。

进一步地，烟丝加热过程还包括运用热风将烘丝过程中烟丝蒸发的潮气吸收并排放出滚筒外。

进一步地，电加热结构的温度调节范围为80℃～300℃。

基于本发明提供的烘丝机及烘丝方法，用于对烟丝进行干燥处理，烘丝机包括滚筒和电加热系统，电加热系统包括电加热结构，电加热结构通过滚筒对滚筒内容纳的烟丝进行加热。本发明的烘丝机的电加热结构对烟丝进行加热的加热介质为电能，与现有技术中的烘丝机利用蒸汽来加热相比，电压和电流的稳定性的控制更简单方便，提高了温度控制的稳定性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

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为现有技术的烘丝机的结构示意图；

图2为图1中的烘丝机的滚筒的A-A方向的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例的烘丝机的结构示意图；

图4为图3中的烘丝机的滚筒的B-B方向的剖面结构示意图；

图5为图3中的烘丝机的右视结构示意图。

各附图标记分别代表：

1'-滚筒；11'-筒壁；12'-抄板；2'-蒸汽网管；21'-蒸汽支管；211'-第一管段；212'-第二管段；213'-第三管段；214'-蒸汽入口；215'-蒸汽出口；4'-旋转接头；41'-蒸汽进入口；42'-蒸汽排出口；5'-机架；6'-前室；7'-后室；1-滚筒；11-筒壁；111-前段筒壁；112-中段筒壁；113-后段筒壁；12-抄板；21-筒壁电加热结构；22-抄板电加热结构；23-温度控制器；24-后段筒壁温度传感器；25-后段抄板温度传感器；27-电滑环；3-排潮系统；4-保温结构；5-机架；6-前室；7-后室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在以下描述中，所称的“前”指的是烟丝进入滚筒的一侧；“后”指的是与“前”相对的一侧。

在对本发明实施例的烘丝机及烘丝方法介绍之前，先将烘丝工序进行简要说明：烘丝工序包括滚筒预热过程和烟丝加热过程。滚筒预热过程指烟丝进入滚筒前对滚筒进行预热。烟丝加热过程指对滚筒内容纳的烟丝进行加热，包括料头加热阶段、稳态加热阶段和料尾加热阶段。其中，稳态加热阶段指烟丝以稳定流量进入滚筒时对烟丝进行加热；料头加热阶段指在稳态加热阶段前烟丝以小于稳定流量的流量进入滚筒时对烟丝进行加热；料尾加热阶段指在稳态加热阶段后烟丝以小于稳定流量的流量进入滚筒时对烟丝进行加热。

本发明各实施例的烘丝机，包括滚筒和电加热系统。电加热系统包括电加热结构。电加热结构通过滚筒对滚筒内容纳的烟丝进行加热。

电加热结构对烟丝进行加热的加热介质为电能，与现有技术中的烘丝机利用蒸汽介质来加热相比，电压和电流的稳定性的控制更简单方便，提高了滚筒温度控制的稳定性。

另外，本发明实施例的烘丝机利用电能作为加热介质，有效避免了蒸汽在使用过程中蒸汽和冷凝水的浪费。

并且，本发明实施例的烘丝机的电加热结构的温度的调节范围为80℃～300℃。因此烘丝机可以实现对烟丝低于120℃的较低强度处理和高于143℃的较高强度处理，拓宽了烘丝机的使用范围。

优选地，电加热系统还包括温度控制装置。温度控制装置包括温度控制器，电加热结构与温度控制器耦合，温度控制器通过控制电加热结构的发热量控制滚筒的温度。

更优地，温度控制装置还包括检测滚筒的温度值的温度传感器，温度传感器与温度控制器耦合，温度控制器接收温度传感器的检测值并根据检测值对滚筒的温度进行反馈控制。温度控制装置能够对滚筒的温度进行反馈控制，提高了烘丝机对滚筒温度的控制精确性。

下面将根据图3至图5对本发明一实施例的烘丝机的结构进行详细说明。

本实施例的烘丝机包括滚筒1、电加热系统、机架5、前室6和后室7。滚筒1设于机架5上并能够绕滚筒1的中心轴线旋转。烟丝从前室6进入到滚筒1内烘干后从后室7进入到下一道工序。

具体地，滚筒1包括筒壁11。电加热系统包括电加热结构。

优选地，如图5所示，电加热系统还包括电滑环27。电滑环27设于滚筒1的端部并位于滚筒1的中心轴线上。电滑环27与电加热结构电连接用于为电加热结构供电。电滑环27设于滚筒1的中心轴线上，有利于滚筒1在旋转时为电加热结构提供不间断的电源。

电加热结构包括筒壁电加热结构21。筒壁电加热结构21通过筒壁11对烟丝进行加热。

在本实施例中，筒壁11为热交换板。优选地，筒壁电加热结构21包括设于筒壁11的外侧面上的筒壁电热板。将筒壁电热板固定并紧贴在筒壁11的外侧面上，使得筒壁电热板的维修更换更加方便，节约制造及维修成本。

在滚筒的轴向上，筒壁11包括前段筒壁111、中段筒壁112和后段筒壁113。其中，中段筒壁112为主烘丝段。前段筒壁111和后段筒壁113为烘丝辅助段。因此，将前段筒壁111和后段筒壁113的长度分别设置为滚筒1的轴向长度的四分之一左右。

为了使得筒壁11的各个区段的温度能独立控制，筒壁电加热结构21包括设置于前段筒壁111处的前段筒壁电加热结构、设置于中段筒壁112处的中段筒壁电加热结构和设置于后段筒壁113处的后段筒壁电加热结构。前段筒壁电加热结构、中段筒壁电加热结构和后段筒壁电加热结构的发热量能够分别独立控制。

前段筒壁电加热结构、中段筒壁电加热结构和后段筒壁电加热结构的发热量能够分别独立控制，因此前段筒壁111、中段筒壁112和后段筒壁113的温度就能独立控制。各个区段的温度可以控制为相同的温度，也可以是不同的温度，可以根据烘丝的不同阶段及烘丝后产品的质量来进行选择。

为了精确控制各个区段的温度，电加热系统还包括温度控制装置。如图5所示，温度控制装置包括温度控制器23和检测滚筒的温度值的温度传感器。电加热结构和温度传感器分别与温度控制器耦合，温度控制器控制电加热结构的发热量。温度控制器接收温度传感器检测的温度值并根据温度值对电加热结构的发热量进行反馈控制。

其中，温度传感器包括检测前段筒壁111的温度的前段筒壁温度传感器、检测中段筒壁112的温度的中段筒壁温度传感器和检测后段筒壁113的温度的后段筒壁温度传感器24。

如图4所示，后段筒壁温度传感器24固定并紧贴在滚筒1的后段筒壁的外侧面的最能够反映温度变化的部位上以能灵敏地检测后段筒壁的温度值。前段筒壁温度传感器和中段筒壁温度传感器的设置位置可以参考后段筒壁温度传感器的设置位置，设置于能灵敏地检测对应的筒壁温度的部位。

温度控制器根据前段筒壁温度传感器的检测值对前段筒壁电加热结构的发热量进行反馈控制、根据中段筒壁温度传感器的检测值对中段筒壁电加热结构的发热量进行反馈控制，根据后段筒壁温度传感器的检测值对后段筒壁电加热结构的发热量进行反馈控制。

温度控制器能对各个区段筒壁对应的电加热结构的发热量进行独立控制，提高了烘丝机温度控制的精度。并且反馈控制使得温度控制器能够根据筒壁11的各个区段的实时温度进行调节，温度控制更加准确。

前段筒壁111和后段筒壁113作为烘丝辅助段，主要作用是对烟丝的温度和含水率进行微量调节。例如可在料头加热阶段时，适当降低前段筒壁111的温度，减少在料头加热阶段含水率低于标准的烟丝量。还可以在料尾加热阶段时，适当降低后段筒壁113的温度，减少在料尾加热阶段含水率低于标准的烟丝量。因此本实施例的烘丝机有效减少了“干头干尾”的烟丝量。

上述实施例的温度控制器可以是可编程逻辑控制器，也可以是微控制器。

优选地，滚筒的筒壁的内侧面上设有抄板12。电加热结构还包括抄板电加热结构22。抄板电加热结构22通过抄板12对烟丝进行加热。滚筒1旋转时，烟丝在抄板12和筒壁11的共同作用下向上翻起，使烟丝同时受到筒壁11和抄板12的多方位加热作用，提高烘丝机对烟丝的烘干能力和烟丝加工的均匀性。

抄板12具有中空腔体，抄板电加热结构22设置于抄板12的中空腔体内。

优选地，抄板电加热结构包括抄板电热板。抄板电热板与抄板的中空腔体的腔壁之间为过渡配合。过渡配合能够有效保证抄板电热板紧固在抄板12的内腔内并与抄板壁充分接触，提高传热效果并避免在滚筒旋转时滑动。

抄板12在滚筒1的轴向上包括前段抄板、中段抄板和后段抄板，抄板电加热结构包括设置于前段抄板处的前段抄板电加热结构、设置于中段抄板处的中段抄板电加热结构和设置于后段抄板处的后段抄板电加热结构，且前段抄板电加热结构、中段抄板电加热结构和后段抄板电加热结构的发热量能够分别独立控制。

其中，温度传感器还包括检测前段抄板的温度的前段抄板温度传感器、检测中段抄板的温度的中段抄板温度传感器和检测后段抄板的温度的后段抄板温度传感器25。

如图4所示，以后段抄板温度传感器25的位置为例来说明温度传感器的设置位置。后段抄板温度传感器25安装在抄板12的内壁与后段抄板电加热结构之间的间隙上，并且远离筒壁11的那一侧。前段抄板温度传感器和中段抄板温度传感器的设置位置可以参考后段抄板温度传感器的设置位置。

温度控制器还根据前段抄板温度传感器的检测值对前段抄板电加热结构的发热量进行反馈控制、根据中段抄板温度传感器的检测值对中段抄板电加热结构的发热量进行反馈控制、根据后段抄板温度传感器的检测值对后段抄板电加热结构的发热量进行反馈控制。

温度控制器能对各个区段的抄板对应的电加热结构的发热量进行独立控制，提高了烘丝机温度控制的精度。并且反馈控制使得温度控制器能够根据抄板的各个区段的实时温度进行调节，温度控制更加准确。

优选地，如图4所示，烘丝机还包括用于使滚筒保温的保温结构4。保温结构4能够减少电加热结构的热能辐射和传导损失，提高热能的利用率。

优选地，烘丝机还包括热风系统。热风系统提供热风以将烟丝挥发的潮气通过排潮系统3带出滚筒。烘丝机通过使用滚筒加热烟丝和利用热风将潮气带走的两种工艺共用的方式，提高了烘丝机对烟丝的处理质量。

下面将对基于以上实施例的烘丝机的烘丝方法进行详细说明。

本实施例中，在烟丝加热过程中，烘丝方法包括运用电加热系统对滚筒内容纳的烟丝进行加热。

本发明实施例的烘丝方法通过运用电加热系统对烟丝进行加热，其加热介质为电能，与现有技术中利用蒸汽介质来加热相比，电压和电流的稳定性的控制更简单方便，提高了滚筒温度控制的稳定性。

接下来将针对烘丝方法的每个阶段进行详细说明。

稳态加热阶段：

控制滚筒1的前段筒壁111的温度位于预设前段筒壁稳态温度范围内、控制滚筒1的中段筒壁112的温度位于预设中段筒壁稳态温度范围内以及控制滚筒的后段筒壁113的温度位于预设后段筒壁稳态温度范围内。其中，预设前段筒壁稳态温度范围、预设中段筒壁稳态温度范围和预设后段筒壁稳态温度范围根据烟丝的加工特性以及要制取的产品的风格特征来设定，可以相同，也可以不同。

由于烟丝与筒壁11的接触时间略大于烟丝与抄板12的接触时间，因此预设前段抄板稳态温度范围的最低值、预设中段抄板稳态温度范围的最低值和预设后段抄板稳态温度范围的最低值各自大于等于对应区段预设筒壁稳态温度范围的最低值，且预设前段抄板稳态温度范围的最高值、预设中段抄板稳态温度范围的最高值和预设后段抄板稳态温度范围的最高值各自大于等于对应区段的预设筒壁稳态温度范围的最高值。

控制滚筒的前段抄板的温度位于预设前段抄板稳态温度范围内，控制滚筒的中段抄板的温度位于预设中段抄板稳态温度范围内以及控制滚筒的后段抄板的温度位于预设后段抄板稳态温度范围内。

优选地，根据滚筒筒壁和/或抄板的温度的测量值对对应的温度进行反馈控制。

具体地，当所述筒壁的某区段的温度的测量值高于对应区段的预设筒壁温度范围的最高值时，降低设置于对应区段的所述筒壁电加热结构的电源的电压或电流；当所述筒壁的某区段的温度的测量值低于对应区段的预设筒壁温度范围的最低值时，升高对应区段的所述筒壁电加热结构的电源的电压或电流；和/或，

当所述抄板的某区段的温度的检测值高于对应区段的预设抄板温度范围的最高值时，降低对应区段的所述抄板电加热结构的电源的电压或电流；当所述抄板的某区段的温度的检测值低于对应区段的预设抄板温度范围的最低值时，升高对应区段的所述抄板电加热结构的电源的电压或电流。

以稳定流量为3000kg/h的烘丝机为例来更加具体地说明。

在稳态加热阶段，根据原料的加工特性和产品的风格特征，设置预设前段筒壁稳态温度范围为[125℃，127℃]、预设中段筒壁稳态温度范围为[118℃，121℃]以及预设后段筒壁稳态温度范围为[118℃，121℃]。并设置预设前段抄板稳态温度范围为[125℃，127℃]、预设中段抄板稳态温度范围为[119℃，122℃]以及预设后段抄板稳态温度范围为[119℃，122℃]。

以前段筒壁的温度的控制过程为例来说明：当前段筒壁的温度高于预设前段筒壁稳态温度范围的最高值即127℃时，降低前段筒壁电加热结构的电源的电压或电流；当前段筒壁的温度低于预设前段筒壁稳态温度范围的最低值即125℃时，升高前段筒壁电加热结构的电源的电压或电流。

筒壁的各个区段以及抄板的各个区段的温度控制都如上所述，不再赘述。

滚筒预热过程：

为了避免烟丝进入滚筒时滚筒的温度下降，设置预设中段筒壁预热温度范围的最低值大于等于预设中段筒壁稳态温度范围的最低值且预设中段筒壁预热温度范围的最高值大于等于预设中段筒壁稳态温度范围的最高值，并控制滚筒的中段筒壁的温度位于预设中段筒壁预热温度范围内。

控制滚筒的后段筒壁的温度位于预设后段筒壁预热温度范围内，预设后段筒壁预热温度范围的最低值大于等于预设后段筒壁稳态温度范围的最低值且预设后段筒壁预热温度范围的最高值大于等于预设后段筒壁稳态温度范围的最高值。

控制滚筒的中段抄板的温度位于预设中段抄板预热温度范围内，预设中段抄板预热温度范围的最低值大于等于预设中段抄板稳态温度范围的最低值且预设中段抄板预热温度范围的最高值大于等于预设中段抄板稳态温度范围的最高值。

控制后段抄板的温度位于预设后段抄板预热温度范围内，预设后段抄板预热温度范围的最低值大于等于预设后段抄板稳态温度范围的最低值且预设后段抄板预热温度范围的最高值大于等于预设后段抄板稳态温度范围的最高值。

料头加热阶段：

在此阶段，为了减少“干头”的烟丝量，即减少烟丝的含水率低于标准的烟丝量，设置预设前段筒壁料头温度范围的最低值小于预设前段筒壁稳态温度范围的最低值且预设前段筒壁料头温度范围的最高值小于预设前段筒壁稳态温度范围的最高值，并控制滚筒的前段筒壁的温度位于预设前段筒壁料头温度范围内。

设置预设前段抄板料头温度范围的最低值小于预设前段抄板稳态温度范围的最低值且预设前段抄板料头温度范围的最高值小于预设前段抄板稳态温度范围的最高值，并控制滚筒的前段抄板的温度位于预设前段抄板料头温度范围内。

料尾加热阶段：

在此阶段，为了减少“干尾”的烟丝量，即减少烟丝的含水率低于标准的烟丝量，控制滚筒的后段筒壁的温度位于预设后段筒壁料尾温度范围内，其中，预设后段筒壁料尾温度范围的最低值小于预设后段筒壁稳态温度范围的最低值且预设后段筒壁料尾温度范围的最高值小于预设后段筒壁稳态温度范围的最高值。或将后段筒壁对应的部分电加热结构的电源关闭。

控制滚筒的后段抄板的温度位于预设后段抄板料尾温度范围内，预设后段抄板料尾温度范围的最低值小于预设后段抄板稳态温度范围的最低值且预设后段抄板料尾温度范围的最高值小于预设后段抄板稳态温度范围的最高值，或将后段抄板对应的部分电加热结构的电源关闭。

上述各个阶段的烟丝加热过程的温度控制方法都可参照稳态加热阶段的筒壁的各个区段及抄板的各个区段的控制方法。

为了有效避免烟丝在滚筒内加热时间过长而被烧毁，在烘丝机故障停机时，同时降低滚筒的前段筒壁、中段筒壁、后段筒壁、前段抄板、中段抄板和后段抄板的温度。例如可以同时关闭前段筒壁电加热结构、中段筒壁电加热结构、后段筒壁电加热结构、前段抄板电加热结构、中段抄板电加热结构、后段抄板电加热结构的电源，使筒壁自然降温。

优选地，烟丝加热过程还包括运用热风将烟丝加热过程中蒸发的潮气吸收并排放出滚筒外。

例如，可以根据工艺技术要求设置工艺热风的温度为115℃、风速为0.9m/s,工艺热风从前室进入滚筒内，并经过滚筒，从后室的排潮系统排出，将烘干过程从烟丝中蒸发出来的潮气吸收并排放出滚筒外。

上述各个实施例的烘丝方法中电加热结构中筒壁电加热结构和抄板电加热结构的温度的调节范围均为80℃～300℃。因此本发明实施例的烘丝方法可以实现对烟丝低于120℃的较低强度处理和高于143℃的较高强度处理，拓宽了对烟丝的处理范围。

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 (22)

1.一种烘丝机，用于对烟丝进行干燥处理，其特征在于，包括滚筒和电加热系统，所述电加热系统包括电加热结构，所述电加热结构通过所述滚筒对所述滚筒内容纳的烟丝进行加热，所述滚筒包括筒壁，所述电加热结构包括筒壁电加热结构，所述筒壁电加热结构通过所述筒壁对所述烟丝进行加热，所述筒壁电加热结构包括设于所述筒壁的外侧面上的筒壁电热板，在所述滚筒的轴向上，所述筒壁包括前段筒壁、中段筒壁和后段筒壁，所述筒壁电加热结构包括设置于所述前段筒壁处的前段筒壁电加热结构、设置于所述中段筒壁处的中段筒壁电加热结构和设置于所述后段筒壁处的后段筒壁电加热结构，且所述前段筒壁电加热结构、所述中段筒壁电加热结构和所述后段筒壁电加热结构的发热量能够分别独立控制，所述电加热系统还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括温度控制器和检测所述滚筒的温度值的温度传感器，所述电加热结构和所述温度传感器分别与所述温度控制器耦合，所述温度控制器接收所述温度传感器检测的所述温度值并根据所述温度值对所述电加热结构的发热量进行反馈控制，其中，所述温度传感器包括检测所述前段筒壁的温度的前段筒壁温度传感器、检测所述中段筒壁的温度的中段筒壁温度传感器和检测所述后段筒壁的温度的后段筒壁温度传感器，所述温度控制器根据所述前段筒壁温度传感器的检测值对所述前段筒壁电加热结构的发热量进行反馈控制、根据所述中段筒壁温度传感器的检测值对所述中段筒壁电加热结构的发热量进行反馈控制、根据所述后段筒壁温度传感器的检测值对所述后段筒壁电加热结构的发热量进行反馈控制。

2.根据权利要求1所述的烘丝机，其特征在于，所述电加热系统还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括温度控制器，所述电加热结构与所述温度控制器耦合，所述温度控制器通过控制所述电加热结构的发热量控制所述滚筒的温度。

3.根据权利要求2所述的烘丝机，其特征在于，所述温度控制装置还包括检测所述滚筒的温度值的温度传感器，所述温度传感器与所述温度控制器耦合，所述温度控制器接收所述温度传感器的检测值并根据所述检测值对所述滚筒的温度进行反馈控制。

4.根据权利要求1所述的烘丝机，其特征在于，所述烘丝机还包括用于使所述滚筒保温的保温结构。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的烘丝机，其特征在于，所述滚筒的筒壁的内侧面上设有抄板，所述电加热结构包括抄板电加热结构，所述抄板电加热结构通过所述抄板对所述烟丝进行加热。

6.根据权利要求5所述的烘丝机，其特征在于，所述抄板具有中空腔体，所述抄板电加热结构设置于所述中空腔体内。

7.根据权利要求6所述的烘丝机，其特征在于，所述抄板电加热结构包括抄板电热板，所述抄板电热板与所述抄板的中空腔体的腔壁之间为过渡配合。

8.根据权利要求5所述的烘丝机，其特征在于，所述抄板在所述滚筒的轴向上包括前段抄板、中段抄板和后段抄板，所述抄板电加热结构包括设置于所述前段抄板处的前段抄板电加热结构、设置于所述中段抄板处的中段抄板电加热结构和设置于所述后段抄板处的后段抄板电加热结构，且所述前段抄板电加热结构、所述中段抄板电加热结构和所述后段抄板电加热结构的发热量能够分别独立控制。

9.根据权利要求8所述的烘丝机，其特征在于，所述电加热系统还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括温度控制器和检测所述滚筒的温度值的温度传感器，所述电加热结构和所述温度传感器分别与所述温度控制器耦合，所述温度控制器接收所述温度传感器检测的所述温度值并根据所述温度值对所述电加热结构的发热量进行反馈控制，其中，所述温度传感器包括检测所述前段抄板的温度的前段抄板温度传感器、检测所述中段抄板的温度的中段抄板温度传感器和检测所述后段抄板的温度的后段抄板温度传感器，所述温度控制器根据所述前段抄板温度传感器的检测值对所述前段抄板电加热结构的发热量进行反馈控制、根据所述中段抄板温度传感器的检测值对所述中段抄板电加热结构的发热量进行反馈控制、根据所述后段抄板温度传感器的检测值对所述后段抄板电加热结构的发热量进行反馈控制。

10.根据权利要求1所述的烘丝机，其特征在于，所述滚筒能够绕所述滚筒的中心轴线旋转，所述电加热系统还包括电滑环，所述电滑环设于所述滚筒的端部并位于所述滚筒的中心轴线上，所述电滑环与所述电加热结构电连接用于为所述电加热结构供电。

11.根据权利要求1所述的烘丝机，其特征在于，所述烘丝机还包括热风系统，所述热风系统提供热风以将烟丝挥发的潮气带出所述滚筒。

12.一种利用如权利要求1至11中任一项所述的烘丝机的烘丝方法，其特征在于，所述烘丝方法包括运用所述电加热系统对所述滚筒内容纳的烟丝进行加热的烟丝加热过程。

13.根据权利要求12所述的烘丝方法，其特征在于，在所述滚筒的轴向上，所述滚筒的筒壁包括前段筒壁、中段筒壁和后段筒壁，所述滚筒的抄板包括前段抄板、中段抄板和后段抄板，所述烟丝加热过程包括在所述烟丝以稳定流量进入所述滚筒时对所述烟丝进行加热的稳态加热阶段，所述稳态加热阶段包括：

控制所述滚筒的前段筒壁的温度位于预设前段筒壁稳态温度范围内、控制所述滚筒的中段筒壁的温度位于预设中段筒壁稳态温度范围内以及控制所述滚筒的后段筒壁的温度位于预设后段筒壁稳态温度范围内；

控制所述滚筒的前段抄板的温度位于预设前段抄板稳态温度范围内，控制所述滚筒的中段抄板的温度位于预设中段抄板稳态温度范围内以及控制所述滚筒的后段抄板的温度位于预设后段抄板稳态温度范围内。

14.根据权利要求13所述的烘丝方法，其特征在于，所述预设前段抄板稳态温度范围的最低值、所述预设中段抄板稳态温度范围的最低值和所述预设后段抄板稳态温度范围的最低值各自大于等于对应区段预设筒壁稳态温度范围的最低值，且所述预设前段抄板稳态温度范围的最高值、所述预设中段抄板稳态温度范围的最高值和所述预设后段抄板稳态温度范围的最高值各自大于等于对应区段的预设筒壁稳态温度范围的最高值。

15.根据权利要求13所述的烘丝方法，其特征在于，所述烘丝方法包括在所述烟丝进入所述滚筒前对所述滚筒进行预热的滚筒预热过程，在所述滚筒预热过程中包括：

控制所述滚筒的中段筒壁的温度位于预设中段筒壁预热温度范围内，所述预设中段筒壁预热温度范围的最低值大于等于所述预设中段筒壁稳态温度范围的最低值且所述预设中段筒壁预热温度范围的最高值大于等于所述预设中段筒壁稳态温度范围的最高值；和/或，

控制所述滚筒的后段筒壁的温度位于预设后段筒壁预热温度范围内，所述预设后段筒壁预热温度范围的最低值大于等于所述预设后段筒壁稳态温度范围的最低值且所述预设后段筒壁预热温度范围的最高值大于等于所述预设后段筒壁稳态温度范围的最高值；和/或，

控制所述滚筒的中段抄板的温度位于预设中段抄板预热温度范围内，所述预设中段抄板预热温度范围的最低值大于等于所述预设中段抄板稳态温度范围的最低值且所述预设中段抄板预热温度范围的最高值大于等于所述预设中段抄板稳态温度范围的最高值；和/或，

控制所述滚筒的后段抄板的温度位于预设后段抄板预热温度范围内，所述预设后段抄板预热温度范围的最低值大于等于所述预设后段抄板稳态温度范围的最低值且所述预设后段抄板预热温度范围的最高值大于等于所述预设后段抄板稳态温度范围的最高值。

16.根据权利要求13所述的烘丝方法，其特征在于，所述烟丝加热过程还包括在所述稳态加热阶段前所述烟丝以小于所述稳定流量的流量进入所述滚筒时对所述烟丝进行加热的料头加热阶段，所述料头加热阶段包括：

控制所述滚筒的前段筒壁的温度位于预设前段筒壁料头温度范围内，所述预设前段筒壁料头温度范围的最低值小于所述预设前段筒壁稳态温度范围的最低值且所述预设前段筒壁料头温度范围的最高值小于所述预设前段筒壁稳态温度范围的最高值；和/或，

控制所述滚筒的前段抄板的温度位于预设前段抄板料头温度范围内，所述预设前段抄板料头温度范围的最低值小于所述预设前段抄板稳态温度范围的最低值且所述预设前段抄板料头温度范围的最高值小于所述预设前段抄板稳态温度范围的最高值。

17.根据权利要求13所述的烘丝方法，其特征在于，所述烟丝加热过程还包括在所述稳态加热阶段后所述烟丝以小于所述稳定流量的流量进入所述滚筒时对所述烟丝进行加热的料尾加热阶段，所述料尾加热阶段包括：

控制所述滚筒的后段筒壁的温度位于预设后段筒壁料尾温度范围内，所述预设后段筒壁料尾温度范围的最低值小于所述预设后段筒壁稳态温度范围的最低值且所述预设后段筒壁料尾温度范围的最高值小于所述预设后段筒壁稳态温度范围的最高值，或将所述后段筒壁对应的部分电加热结构的电源关闭；和/或，

控制所述滚筒的后段抄板的温度位于预设后段抄板料尾温度范围内，所述预设后段抄板料尾温度范围的最低值小于所述预设后段抄板稳态温度范围的最低值且所述预设后段抄板料尾温度范围的最高值小于所述预设后段抄板稳态温度的最高值，或将所述后段抄板对应的部分电加热结构的电源关闭。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的烘丝方法，其特征在于，在所述烟丝加热过程中，根据所述滚筒的温度的测量值对所述滚筒的温度进行反馈控制。

19.根据权利要求18所述的烘丝方法，其特征在于，所述反馈控制包括：

在所述滚筒的轴向上，所述滚筒的筒壁包括前段筒壁、中段筒壁和后段筒壁，当所述前段筒壁、中段筒壁和后段筒壁中某区段的温度的测量值高于对应区段的预设筒壁温度范围的最高值时，降低设置于对应区段的筒壁电加热结构的电源的电压或电流；当所述前段筒壁、中段筒壁和后段筒壁中某区段的温度的测量值低于对应区段的预设筒壁温度范围的最低值时，升高对应区段的筒壁电加热结构的电源的电压或电流；和/或，

在所述滚筒的轴向上，所述滚筒的抄板包括前段抄板、中段抄板和后段抄板，当所述前段抄板、中段抄板和后段抄板中某区段的温度的检测值高于对应区段的预设抄板温度范围的最高值时，降低对应区段的抄板电加热结构的电源的电压或电流；当所述抄板的某区段的温度的检测值低于对应区段的预设抄板温度的范围的最低值时，升高对应区段的抄板电加热结构的电源的电压或电流。

20.根据权利要求13所述的烘丝方法，其特征在于，所述烘丝方法还包括：当所述烘丝机故障停机时，同时降低所述滚筒的前段筒壁、中段筒壁、后段筒壁、前段抄板、中段抄板和后段抄板的温度。

21.根据权利要求12所述的烘丝方法，其特征在于，所述烟丝加热过程还包括运用热风将烘丝过程中烟丝蒸发的潮气吸收并排放出所述滚筒外。

22.根据权利要求12所述的烘丝方法，其特征在于，所述电加热结构的温度调节范围为80℃～300℃。