CN109222205B - 一种烟梗落梗计量装置及包括该装置的烟丝计量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟梗落梗计量装置及包括该装置的烟丝计量系统，烟梗落梗计量装置包括安装架，安装架上上下设置计量机构和分流机构，计量机构包括上下连通的收集漏斗和计量管，计量管下端设有挡板，旋转气缸带动挡板滑动连接与计量管下端面，旋转气缸的进气口设有电磁阀，计量管内壁上设有光电开关和发射板，分流机构包括分流漏斗和锥形分流器；本发明能够及时高效地对烟梗落梗量进行精确计量，进而实现对风分装置参数进行及时、准确的调整，在提高烟丝烟梗风分效果的同时，满足生产精益管理要求，减少烟丝浪费，且本发明结构简单，对原有设备改动小，改造成本低廉。

Description

一种烟梗落梗计量装置及包括该装置的烟丝计量系统

技术领域

本发明涉及生产用测量计量技术领域，尤其涉及一种烟梗落梗计量装置及包括该装置的烟丝计量系统。

背景技术

烟支的制造工艺主要包括烟丝制丝和烟丝包装这两大步骤，其中，在烟丝包装流程中， 包装机是最为重要的机械设备，目前使用的主流包装机机型包括proto系列包装机。Proto包装机在对烟丝进行卷接包装前，需要先对烟丝一次风分和二次风分，一次风分主要用于剔除烟丝中的输液、羽毛等杂物，二次风分主要用于剔除烟梗混合物中的烟梗。由于烟梗的剔除量关系到整个包装机的参数调整，因此需要对剔除的烟梗量有精确的统计，以便随时了解烟丝的落梗数据，以便调整二次风分设备的风室参数，但是，Proto包装机目前多采用集中储梗的方式，即在二次风分设备后端连接储存装置进行烟梗存储，无法及时准确计量各机台的落梗情况，无法为制丝、卷包、质检三部门提供烟丝构成数据，不便于精益管理，同时，由于无法及时获取落梗数据，导致二次风分设备数据无法得到及时调整，使生产中常常会出现两种情况：一是收集的梗签过少造成烟丝中依然残留大量烟梗，继而造成烟丝质量降低和烟支刺破率升高，二是收集的梗签存在梗中含丝的情况，造成烟丝大量浪费。目前，虽然有专门针对烟丝烟梗计量的计量系统，但是，该类计量系统整体结构复杂，对原有设备改造工作量较大，且改造成本高达数十万元。

发明内容

本发明的目的是提供一种烟梗落梗计量装置及包括该装置的烟丝计量系统，能够及时高效地对烟梗落梗量进行精确计量，进而实现对风分装置参数进行及时、准确的调整，在提高烟丝烟梗风分效果的同时，满足生产精益管理要求，减少烟丝浪费，且本发明结构简单，对原有设备改动小，改造成本低廉。

本发明采用的技术方案为：

一种烟梗落梗计量装置，包括安装架，安装架位于上游设备的烟梗出口下方，安装架上设置有计量机构和分流机构；

计量机构包括上下设置的收集漏斗和计量管，收集漏斗固定设置在安装架上，收集漏斗的口径从上到下依次减小，计量管上端口连通收集漏斗下端口；计量管下端设有旋转气缸和挡板，旋转气缸的缸体固定设置在计量管外表面，旋转气缸的旋转部传动连接挡板，挡板平行设置在计量管下端并与计量管下端面滑动连接；计量管内壁上设有光电开关和发射板，光电开关和反射板分别设于计量管上端部相对的两个内侧壁上；旋转气缸的进气口设有电磁阀；

所述分流机构包括分流漏斗和锥形分流器，分流漏斗固定设置在安装架上，分流漏斗位于计量管下方且分流漏斗上端口口径大于计量管下端口口径，分流漏斗的下端口通过风送管道连接下游烟梗存储设备，风送管道上设有负压风机；分流漏斗内沿径向设有水平轴，水平轴的两端分别连接在分流漏斗相对的两个内侧壁上，锥形分流器设置在水平轴上并与分流漏斗同轴设置；

还包括中央处理单元，光电开关的输出端连接中央处理单元的光电信号输入端，中央处理单元的挡板控制端连接电磁阀的受控端，中央处理单元的送料控制端连接负压风机的受控端。

进一步地，所述挡板包括与计量管下端口匹配的本体，本体侧壁一体成型有连接部，连接部固定连接旋转气缸的旋转部；本体下端面与连接部之间设有加强筋。

进一步地，所述收集漏斗采用四棱锥结构，收集漏斗上端面的四周边缘向外延伸构成矩形边框，矩形边框固定连接安装架。

进一步地，所述分流漏斗采用圆锥结构，分流漏斗的锥角小于30°。

进一步地，烟梗落梗计量装置还包括警示模块，警示模块包括警示器和人机界面，警示器的受控端连接中央处理单元的报警控制端，人机界面的通讯端连接中央处理单元的双向通讯端。

一种包括上述烟梗落梗计量装置的烟丝计量系统，包括风分装置、烟支卷接装置、烟梗收集装置和上位机，烟支卷接装置包括烟支计量装置，风分装置的烟丝出料口连通烟支卷接装置，风分装置的烟梗落料口连通烟梗收集装置，风分装置的通讯端连接上位机的风分信号通讯端，烟支计量装置的通讯端连接上位机的烟支数据通讯端，烟梗落梗计量装置设置在风分装置和烟梗收集装置之间，收集漏斗位于风分装置的烟梗落料口下方，分流漏斗下端通过风送管道连通烟梗收集装置，风送管道内设有负压风机；中央处理单元的上位通讯端连接上位机的落梗数据通讯端。

本发明具有以下有益效果：

（1）通过设置收集漏斗和计量管，并在计量管上加装光电开关、挡板和旋转气缸，利用电磁阀控制旋转气缸的旋转，进而控制计量管的单次计量进程，利用简单的结构改造实现了烟梗落梗的自动收集和自动计量，计量结果准确、及时、高效，便于落梗数据的精确掌控，且降低了人力消耗，同时，目前一套烟丝计量系统所需成本为数十万元，本发明的成本仅为五千左右，解决设备改造投入资金，结构简单，成本低廉；

（2）通过设置在计量管下方设置分流漏斗和锥形分流器，避免挡板打开烟梗集中下落进入时阻塞奉送管道，保障烟梗的顺利输送和烟梗落梗计量装置的稳定可靠工作；

（3）通过设置电磁阀，利用电磁阀的通断控制旋转气缸带动挡板转动，在实现挡板自动打开关闭进行烟梗计量的同时，当电磁阀出现故障无法打开时，旋转气缸处于自由状态，旋转气缸依然能够同过手动旋转挡板和旋转部的方式进行打开挡板，保证烟梗正常下落，避免传统旋转部件在失效时无法转动并导致烟梗堆积的状况发生，提高了整个装置的可靠性；

（4）通过在挡板的本体下端面与连接部之间设置加强筋，预防挡板在旋转气缸带动下进行频繁转动时发生断裂或变形，保证了挡板的结构稳固性能，间接保障烟梗落梗计量的稳定可靠运行；

（5）通过将分流漏斗的锥度设为小于30°，保证分流效果的同时减小分流漏斗所需高度空间，满足有限空间的改造需求，缩小本发明的整体体积；

（6）通过设置包括烟梗落梗计量装置的烟丝计量系统，能够准确及时地对烟丝数据和烟梗数据进行精确统计，实时掌握烟丝结构情况，为制丝、卷包、工艺等部门提供准确数据，通过对二次风选设备的梗产率进行精准管控，有效降低烟支不良率和减少烟丝浪费，提高整个烟支包装线的精益管理水平。

附图说明

图1为本发明中烟梗落梗计量装置的结构示意图；

图2为图1中挡板的结构示意图；

图3为本发明中烟丝计量系统的结构示意图；

图4为本发明的电路原理框图。

附图标记说明：

1、壳体；2、矩形边框；3、收集漏斗；4、计量管；5、旋转气缸；6、水平安装平台；7、挡板；7a、本体；7b、连接部；7c、加强筋；8、分流漏斗；9、水平轴；10、锥形分流器；11、风送管道；12、风分装置；13、烟支卷接装置；14、烟梗落料口；15、烟梗落梗计量装置；16、烟梗收集装置。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种烟梗落梗计量装置，包括安装架，安装架位于上游设备的烟梗出口下方，安装架上设置有计量机构和分流机构；安装架优选采用矩形的金属壳体1，壳体1固定设置在上游设备的外壁上，计量机构和分流机构设置在壳体1内；

计量机构包括上下设置的收集漏斗3和计量管4，收集漏斗3采用四棱锥状结构，收集漏斗3的口径从上到下依次减小，收集漏斗3上端面的四周边缘向外延伸构成矩形的边框，矩形边框2固定连接在壳体1上端面；计量管4为上下贯通的管路，计量管4上端口连通收集漏斗3下端口，计量管4内壁上设有光电开关和反射板，光电开关和反射板分别设于计量管4上端部相对的两个内侧壁上，光电开关高度根据单次计量体积设定，即计量管4内光电开关所在高度至计量管4底端之间的容积；计量管4下端设有旋转气缸5和挡板7，计量管4下端面向一侧延伸构成水平安装平台6，水平安装平台6固定连接在壳体1上，旋转气缸5的缸体固定设置在水平安装平台6上，旋转气缸5的旋转部传动连接挡板7，挡板7平行设置在计量管4下端并与计量管4下端面滑动连接；旋转气缸5的进气口设有电磁阀；

分流机构包括分流漏斗8和锥形分流器10，分流漏斗8固定设置在安装架上，分流漏斗8位于计量管4下方且分流漏斗8上端口口径大于计量管4下端口口径，分流漏斗8的下端口通过风送管道11连接下游烟梗存储设备，风送管道11上设有负压风机；分流漏斗8内沿径向设有水平轴9，水平轴9的两端分别连接在分流漏斗8相对的两个内侧壁上，锥形分流器10设置在水平轴9上并与分流漏斗8同轴设置；分流漏斗8采用圆锥结构，分流漏斗8的锥角小于30°。

本发明中，优选分流漏斗8的上端口径为200mm，分流漏斗8下端口径为60mm，分流漏斗8上下高度为110mm，分流漏斗8的锥度为25°，分流漏斗8采用扁平结构能够有效节省空间，适用于有限空间的改装；在距分流漏斗8上端口35mm至38mm的高度加装长度为200mm的水平轴9，水平轴9沿分流漏斗8径向设置且水平轴9两端分别连接分流漏斗8的内壁上；锥形分流器10安装在水平轴9中间并与分流漏斗8同轴，锥形分流器10高度为50mm，底面直径为30mm，锥形分流器10能够有效防止挡板7打开后梗签集中下落进而导致风送管道11堵塞的情况发生。

如图2所示，挡板7包括与计量管4下端开口匹配的本体7a，本体7a上端面与计量管4铰接，本体7a侧壁一体成型有连接部7b，连接部7b固定连接旋转气缸5的旋转部，为了加强挡板7的牢固性和提高使用寿命，本体7a下端面与连接部7b之间设有加强筋7c。

烟梗落梗计量装置15还包括中央处理单元和警示模块，如图4所示，警示模块包括警示器和人机界面，警示器和人机界面均安装在外壳上，光电开关的输出端连接中央处理单元的光电信号输入端，中央处理单元的挡板7控制端连接电磁阀的受控端，中央处理单元的送料控制端连接负压风机的受控端，中央处理单元的报警控制端连接警示器的受控端，中央处理单元的双向通讯端连接人机界面的通讯端。中央处理单元优选采用型号DVP-14SS。

本发明还公开了一种包括上述烟梗落梗计量装置15的烟丝计量系统，包括风分装置12、烟支卷接装置13、烟梗收集装置16和上位机，烟支卷接装置13包括烟支计量装置，风分装置12的烟丝出料口连通烟支卷接装置13，风分装置12的烟梗落料口14连通烟梗收集装置16，风分装置12的通讯端连接上位机的风分信号通讯端，烟支计量装置的通讯端连接上位机的烟支数据通讯端，烟梗落梗计量装置15设置在风分装置12和烟梗收集装置16之间，收集漏斗3位于风分装置12的烟梗落料口14下方，分流漏斗8下端通过风送管道11连通烟梗收集装置16，风送管道11内设有负压风机；中央处理单元的上位通讯端连接上位机的落梗数据通讯端。

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1和图3所示，烟梗经由风分装置12的烟梗落料口14落入下方的收集漏斗3中，然后进入计量管4，此时，电磁阀关闭，挡板7位于计量管4下方，计量管4内光电开关发射的信号由反射板反射回来，光电开关向中央处理单元发送高电平信号；烟梗逐渐在计量管4中堆积，当堆积至光电开关高度时，光电开关发射信号由于被烟梗阻挡无法反射，光电开关向中央处理单元发送低电平，中央处理单元向上位机发送计量信号，上位机进行计量数据统计，与此同时，中央处理单元控制电磁阀打开，高压气源进入旋转气缸5并带动旋转气缸5的旋转部旋转，挡板7转动并从计量管4下方移开，烟梗右计量管4落入下方分流漏斗8然后进入风送管道11，由于送风管道的负压风机处于持续开启的状态，在风送管道11内产生的负压风将落入的烟梗吹送至烟梗收集装置16，挡板7开启时间为10s，10s计时结束后，电磁阀关闭，旋转气缸5回转，挡板7移回至计量管4下方，此为一次计量过程。

为了避免烟梗落下时遮挡光电开关导致光电开关被误触发，本发明设置光电开关触发条件为连续被遮挡10s，即光电开关向中央处理单元持续发送低电平信号达到10s，中央处理单元才判定计量管4已满，继而开始挡板7开启和向上位机发送计量信号的动作。

本发明中设置光电开关被触发的时间间隔的下限为5min，上限为30min，若两次光电开关被触发的时间间隔小于5min，中央处理单元判定计量管4落梗太多，需要调整上游风分装置12，人机界面和警示器做出报警信号，提醒现场人员进行参数调整；当光电开关两次被触发的时间间隔大于30min，中央处理单元判定挡板7出现故障，人机界面和警示器做出报警信号，提醒现场人员对故障情况及时做出判断和修复。

本发明公开的烟丝计量系统，在单位时间内，上位机根据中央处理单元传送的烟梗落梗计量次数和根据计量管4单次计量容量，计算出落梗总重量，然后根据烟支计量装置统计的合格烟支产量，即可计算出落梗剔除量，落梗剔除量=落梗总重量（单位：克）/合格烟支产量（单位：万支），根据落梗剔除量及时调整风选装置的参数，保证参数的准确和可靠性，降低烟支因烟梗剔除不够造成的烟支刺破率上升等状况，或减少因风选风力过大造成的随烟梗剔除的烟丝量过多的情况，经本发明管控后，单台包装机每班烟丝节约重量可达1Kg，每年单台包装机节约烟丝高达900公斤，在为制丝、卷包、工艺等部门提供准确统计数据的同时，有效控制物料浪费，提高精益管理水平。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种烟梗落梗计量装置，其特征在于：包括安装架，安装架位于上游设备的烟梗出口下方，安装架上设置有计量机构和分流机构；

计量机构包括上下设置的收集漏斗和计量管，收集漏斗固定设置在安装架上，收集漏斗的口径从上到下依次减小，计量管上端口连通收集漏斗下端口；计量管下端设有旋转气缸和挡板，旋转气缸的缸体固定设置在计量管外表面，旋转气缸的旋转部传动连接挡板，挡板平行设置在计量管下端并与计量管下端面滑动连接；计量管内壁上设有光电开关和反射板，光电开关和反射板分别设于计量管上端部相对的两个内侧壁上；旋转气缸的进气口设有电磁阀；

所述分流机构包括分流漏斗和锥形分流器，分流漏斗固定设置在安装架上，分流漏斗位于计量管下方且分流漏斗上端口口径大于计量管下端口口径，分流漏斗的下端口通过风送管道连接下游烟梗存储设备，风送管道上设有负压风机；分流漏斗内沿径向设有水平轴，水平轴的两端分别连接在分流漏斗相对的两个内侧壁上，锥形分流器设置在水平轴上并与分流漏斗同轴设置；所述分流漏斗采用圆锥结构，分流漏斗的锥角小于30°；

还包括中央处理单元，光电开关的输出端连接中央处理单元的光电信号输入端，中央处理单元的挡板控制端连接电磁阀的受控端，中央处理单元的送料控制端连接负压风机的受控端。

2.根据权利要求1所述的烟梗落梗计量装置，其特征在于：所述挡板包括与计量管下端口匹配的本体，本体侧壁一体成型有连接部，连接部固定连接旋转气缸的旋转部；本体下端面与连接部之间设有加强筋。

3.根据权利要求1所述的烟梗落梗计量装置，其特征在于：所述收集漏斗采用四棱锥结构，收集漏斗上端面的四周边缘向外延伸构成矩形边框，矩形边框固定连接安装架。

4.根据权利要求1所述的烟梗落梗计量装置，其特征在于：还包括警示模块，警示模块包括警示器和人机界面，警示器的受控端连接中央处理单元的报警控制端，人机界面的通讯端连接中央处理单元的双向通讯端。

5.一种包括权利要求1至4中任一项所述的烟梗落梗计量装置的烟丝计量系统，包括风分装置、烟支卷接装置、烟梗收集装置和上位机，烟支卷接装置包括烟支计量装置，风分装置的烟丝出料口连通烟支卷接装置，风分装置的烟梗落料口连通烟梗收集装置，风分装置的通讯端连接上位机的风分信号通讯端，烟支计量装置的通讯端连接上位机的烟支数据通讯端，其特征在于：烟梗落梗计量装置设置在风分装置和烟梗收集装置之间，收集漏斗位于风分装置的烟梗落料口下方，分流漏斗下端通过风送管道连通烟梗收集装置，风送管道内设有负压风机；中央处理单元的上位通讯端连接上位机的落梗数据通讯端。

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