CN109645547A - 一种采用动态调节框栏打叶的打叶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用动态调节框栏打叶的打叶方法。采用叶片结构检测系统实时检测出料口排出烟叶物料的形状大小，根据形状大小自动调节框栏实际出料开口尺寸，适应出料排出的需要，实现各打叶质量指标的动态平衡调节，实现各打叶质量指标间的动态平衡，提高烟叶利用率并使打叶质量指标得到整体提高。

Description

一种采用动态调节框栏打叶的打叶方法
技术领域
本发明涉及烟草加工设备及方法技术领域，特别涉及打叶复烤生产用的打叶方法，尤其是一种在打叶过程中，采用动态调节框栏打叶的打叶方法。
背景技术
现有打叶复烤生产用的卧式打叶方法均基于单层框栏打叶器。如图1所示，所述单层框栏打叶器的框栏结构为开口半圆弧圆柱面整体框栏。
现有技术的一次完整的打叶方法包含如下步骤：
(1)当烟叶由打叶器进料口进入打叶器后，由于高速旋转的打辊1的转动带动，形成沿转动方向上的烟叶流；
(2)在离心力的作用下，烟叶被抛向框栏2。由于打棍1上的动打刀3与框栏2和固定打刀4之间存在较大的速度差，产生一定的力并作用于烟叶，框栏开口处的棱边和打刀将叶片从烟梗上撕下来；
(3)被撕下来的叶片、带叶的梗以及纯梗等，当其外形尺寸小于框栏开口尺寸时，便从开口处落下并从打叶器机体5的下部出料口排出。这样不断进料，不断排出，形成连续打叶过程。
(4)停机，人工整体更换不同大小开口尺寸的框栏；
(5)重复步骤(2)～(4)直到打叶完成。
综上所述可知，框栏开口尺寸的大小对打叶方法出料尺寸大小具有较大的影响，而打叶生产持续进行过程中，为提高打叶质量需要采用调节打叶参数的方法调节出料尺寸大小。
因此，现有的单层框栏卧式打叶方法，为了改变出料尺寸大小，需要在停机状态下人工整体更换不同大小开口尺寸的框栏。因每个框栏开口大小尺寸是固定的，作为配件的具有不同大小尺寸框栏开口的框栏不可能规格太多，在打叶过程中也难以反复更换框栏，使得采用单层框栏的传统打叶方法造成打叶质量亟待提高的现状。
由此可知，现有的单层框栏卧式打叶方法因需要人工更换框栏将导致生产停顿，效率降低，费工、费时且劳动强度大，制约了打叶后叶片质量指标精细化调控发展。。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的不足，提供一种可根据打叶生产需要，通过自动调节框栏实际出料开口尺寸大小的打叶方法。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：
一种动态可调多层框栏打叶器，具有可调节的多层框栏，可实现框栏出料开口尺寸的动态可调。
进一步，一种动态可调多层框栏打叶器，包括：固定安装的上框栏、可轴向移动或径向转动的下框栏、安装在下框栏下方的框栏支架及驱动机构。其中，上框栏的框栏开口与下框栏的框栏开口相互组合形成框栏实际出料开口尺寸，通过下框栏的移动即可实现对框栏实际出料开口尺寸的调节。
再进一步，所述打叶器还包含叶片结构检测系统，可实时检测出料口排出烟叶物料的面积大小(如叶片结构检测系统实时检测所得的大片率、中片率、碎片率等)，根据形状大小自动调节框栏实际出料开口尺寸，适应出料排出的需要，实现各打叶质量指标的动态平衡调节，以提高打叶质量指标。
一种采用动态调节框栏打叶的打叶方法，采用具有自适应调节框栏实际出料开口尺寸的动态可调多层框栏，其特征包含：
(1)当烟叶物料由打叶器进料口进入打叶方法后，由于高速旋转的打辊1的转动带动，形成沿转动方向上的烟叶流；
(2)在离心力的作用下，烟叶物料被抛向多层框栏装置21/22。由于打棍1上的动打刀3与多层框栏装置21/22中的上框栏211/221和固定打刀4之间存在较大的速度差，产生一定的力并作用于烟叶，框栏开口处的棱边和打刀将叶片从烟梗上撕下来；
(3)被撕下来的叶片、带叶的梗以及纯梗等，当其外形尺寸小于框栏开口尺寸时，便从开口处落下并从打叶器机体5的下部出料口排出；
(4)叶片结构检测系统实时检测出料口排出烟叶物料的形状大小(如叶片结构检测系统实时检测所得的大片率、中片率、碎片率等)，根据叶片结构指标的指定大小自动调节框栏实际出料开口尺寸，适应出料排出的需要，实现各打叶质量指标的动态平衡调节，以提高打叶质量指标；
(5)重复步骤(2)～(4)直到打叶完成。
进一步，所述打叶方法所采用的具有自适应调节框栏实际出料开口尺寸的动态可调多层框栏包括：固定安装的上框栏、可轴向移动或径向转动的下框栏、安装在下框栏下方的框栏支架及框栏电动驱动机构。其中，上框栏的框栏开口与下框栏的框栏开口相互组合形成框栏实际出料开口尺寸，通过下框栏的移动即可实现对框栏实际出料开口尺寸的调节。
本发明解决了现有技术下不能动态改变打叶方法变化框栏开口尺寸大小的方法，彻底改变了现有打叶方法框栏的结构模式，提高叶片结构指标控制的实效性。采用本发明，只需进行动态闭环控制，在自动化的电动驱动机构驱动下，就可完成框栏开口处实际出料尺寸的动态调整，而不必像现有单层框栏卧式打叶方法那样需要在停机状态下，人工整体更换不同开口尺寸的框栏才能完成框栏开口尺寸的调整的模式，从而使改变框栏开口处实际出料尺寸的工作变得简便、省事，可大大降低工人劳动强度，提高工效。同时，可在工作状态下，根据叶片结构指标检测系统实时检测出料口排出烟叶物料的形状大小，在线实时调节框栏开口处实际出料尺寸，从而提高了打叶后叶片的片形质量。
附图说明
附图1为单层框栏的结构示意图；
附图2为现有打叶方法的所采用的打叶器结构示意结构图；
附图3、图4为本发明打叶方法的所采用的可调多层框栏结构示意图；
附图5为下框栏径向转动的可调多层框栏结构示意图；
附图6为下框栏轴向移动的可调多层框栏结构示意图；
附图7为本发明的打叶方法步骤流程图；
附图中：1—打辊，2—单层框栏，21/22—多层框栏装置(径向转动/轴向移动)，211/221—固定安装的上框栏(径向转动/轴向移动)，212/222—可移动下框栏(径向转动/轴向移动)，213/223—框栏支架(径向转动/轴向移动)，214/224—驱动机构(径向转动/轴向移动)，2141—电机，2142—联动机构，3—动打刀，4—固定打刀，5—机体；6—叶片结构检测系统，61—光源，62—摄像机，63—图像识别处理及控制系统。其中：K为框栏开口尺寸；SK为上框栏的框栏开口与下框栏的框栏开口相互组合形成框栏实际出料开口尺寸。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式进一步阐明本发明的技术方案、构成技术方案的技术手段及技术特征和它们在本发明中所起的作用。
下面结合附图给出的实施例对本发明的具体技术方案做出更详细的描述，但本发明不限于以下实施例。
实施例一：
下框栏径向转动实现框栏实际出料开口尺寸调节：
如图3所示的可调多层框栏打叶方法，所采用的可调多层框栏包括打棍1、多层框栏装置21、打刀3、固定打刀4及机体5。其中，多层框栏装置21设置于打棍3的下方，并安装在机体5内。
如图5所示的多层框栏装置21，包括：固定安装的上框栏211、可径向向移动的下框栏212、安装在下框栏下方的框栏支架213及径向转动驱动机构214；所述径向转动驱动机构214包括电机2141和联动机构2142；所述联动机构2142为曲柄滑块机构；所述电机2141采用步进电机。
多层框栏装置21的动态可调节的实现过程是：所述下框栏212在径向转动驱动机构214的带动下，在所述上框栏211外表面沿径向转动，所述下框栏212的框栏开口与所述上框栏211的框栏开口错位量发生变化，使框栏开口处实际出料尺寸随之发生变化，实现了框栏开口处实际出料尺寸的动态可调，从而实现了对打叶器出料尺寸大小的控制。
本实施例还包含叶片结构检测系统6，可实时检测出料口排出烟叶物料的形状大小。
所述根据叶片结构检测系统由光源61、摄像机62和图像识别处理及控制系统63组成，所述图像识别处理及控制系统63与电动驱动机构214电连接，根据实时检测出料口排出烟叶物料的形状大小控制电动驱动机构214运行，并带动下框212转动，使下框栏212的框栏开口与上框栏211的框栏开口错位量发生变化，达到动态调节打叶器出料尺寸的大小。
打叶方法如下：
首先，按不同烟叶及打叶质量指标，凭经验初定框栏开口处实际出料尺寸，按框栏开口尺寸设定下框栏初始位置。启动打棍电机，驱动打棍高速旋转。输送设备将烟叶输送到打叶器进料口；当烟叶由打叶器进料口进入打叶器后，由于高速旋转的打辊1的带动，形成烟叶流。在离心力的作用下，烟叶被抛向多层框栏装置21。由于打棍上的动打刀3与上框栏211和固定打刀4之间存在较大的速度差，产生一定的力作用烟叶，上框栏211开口处的棱边和打刀将叶片从烟梗上撕下来。由于下框栏212的框栏开口与上框栏211的框栏开口错位，使框栏开口处实际出料尺寸SK发生变化。被撕下来的叶片、带叶的梗、及纯梗尺寸只有小于框栏开口处实际出料尺寸时，才会从开口落下并从打叶器机体5的下部出料口排出。叶片结构检测系统6对出料口排出烟叶物料的形状大小(如叶片结构检测系统6实时检测所得的大片率、中片率、碎片率)进行实时检测，并将检测数据传输反馈给图像识别处理及控制系统63。图像识别处理及控制系统63控制电动驱动机构214运行，并带动下框212转动；使下框栏212的框栏开口与上框栏211的框栏开口错位量发生变化。同时，框栏开口处实际出料尺寸SK发生变化，导致从开口落下并从打叶器机体5的下部出料口排出烟叶物料的大小尺寸发生变化。
(一)如烟叶大片率超标，图像识别处理及控制系统63控制电动驱动机构214正转，并带动下框栏212逆时针转动；使下框栏212的框栏开口与上框栏211的框栏开口错位量加大，框栏开口处实际出料尺寸SK减小，导致从开口落下并从打叶器机体5的下部出料口排出烟叶物料的大小尺寸减小，叶片大片率降低，(同时碎片率会相应增加)。通过对出料口排出烟叶物料的形状大小(如叶片结构检测系统6实时检测所得的大片率、碎片率)进行不间断的实时检测——数据传输反馈——框栏调节；对调控叶片大小(大片率)进行PID调节，实现对叶片大片率指标的动态调节。
(二)如烟叶碎片率超标，图像识别处理及控制系统63控制电动驱动机构214反转，并带动下框栏212顺时针转动；使下框栏212的框栏开口与上框栏211的框栏开口错位量减小，框栏开口处实际出料尺寸SK加大，导致从开口落下并从打叶器机体5的下部出料口排出烟叶物料的大小尺寸加大，叶片碎片率降低，(同时大片率会相应增加)。通过对出料口排出烟叶物料的形状大小(如叶片结构检测系统6实时检测所得的大片率、碎片率)进行不间断的实时检测——数据传输反馈——框栏调节；对调控叶片碎片率进行PID调节，实现对叶片碎片率指标的动态调节。
实施例二：
下框栏轴向移动实现框栏实际出料开口尺寸的调节：
如图4所示的可调多层框栏打叶方法，所采用的可调多层框栏包括打棍1、多层框栏装置22、打刀3、固定打刀4及机体5。其中，多层框栏装置22设置于打棍3的下方，并安装在机体5内。
如图6所示的多层框栏装置22，包括：固定安装的上框栏221、可轴向移动的下框栏222、安装在下框栏下方的可移动框栏支架223及轴向移动驱动机构224；所述轴向移动驱动机构224包括：电机2241、支撑可移动框栏支架223进行直线移动的滚动直线导轨副2243和联动机构2242；所述联动机构2242为螺旋传动机构2242；所述螺旋传动机构2242沿径向设置2套，并且同步沿轴向移动；所述电机2241采用同步伺服电机。
多层框栏装置22的动态可调节的实现过程是：所述下框栏222在轴向移动驱动机构224的带动下，在所述上框栏221外表面沿轴向移动，所述下框栏222的框栏开口与所述上框栏221的框栏开口错位量发生变化，使框栏开口处实际出料尺寸随之发生变化，实现了框栏开口处实际出料尺寸的动态可调，从而实现了对打叶方法出料尺寸大小的控制。
本实施例还包含实施例一所述的叶片结构检测系统6，其组成和作用等见实施例一。
打叶方法如下：
首先，按不同烟叶及打叶质量指标，凭经验初定框栏开口处实际出料尺寸，按框栏开口尺寸设定下框栏初始位置。启动打棍电机，驱动打棍高速旋转。输送设备将烟叶输送到打叶器进料口；当烟叶由打叶器进料口进入打叶器后，由于高速旋转的打辊1的带动，形成烟叶流。在离心力的作用下，烟叶被抛向多层框栏装置22。由于打棍上的动打刀3与上框栏221和固定打刀4之间存在较大的速度差，产生一定的力作用烟叶，上框栏221开口处的棱边和打刀将叶片从烟梗上撕下来。由于下框栏222的框栏开口与上框栏221的框栏开口错位，使框栏开口处实际出料尺寸SK发生变化。被撕下来的叶片、带叶的梗、及纯梗尺寸只有小于框栏开口处实际出料尺寸时，才会从开口落下并从打叶器机体5的下部出料口排出。叶片结构检测系统6对出料口排出烟叶物料的形状大小(如叶片结构检测系统6实时检测所得的大片率、中片率、碎片率)进行实时检测，并将检测数据传输反馈给图像识别处理及控制系统63。图像识别处理及控制系统63控制电动驱动机构224运行，并带动下框222轴向移动；使下框栏222的框栏开口与上框栏221的框栏开口错位量发生变化。同时，框栏开口处实际出料尺寸SK发生变化，导致从开口落下并从打叶器机体5的下部出料口排出烟叶物料的大小尺寸发生变化。
(一)如烟叶大片率超标，图像识别处理及控制系统63控制电动驱动机构224正转，并带动下框栏222向前移动；使下框栏222的框栏开口与上框栏221的框栏开口错位量加大，框栏开口处实际出料尺寸SK减小，导致从开口落下并从打叶器机体5的下部出料口排出烟叶物料的大小尺寸减小，叶片大片率降低，(同时碎片率会相应增加)。通过对出料口排出烟叶物料的形状大小(如叶片结构检测系统6实时检测所得的大片率、碎片率)进行不间断的实时检测——数据传输反馈——框栏调节；对调控叶片大小(大片率)进行PID调节，实现对叶片大片率指标的动态调节
(二)如烟叶碎片率超标，图像识别处理及控制系统63控制电动驱动机构224反转，并带动下框栏222向后移动；使下框栏222的框栏开口与上框栏221的框栏开口错位量减小，框栏开口处实际出料尺寸SK加大，导致从开口落下并从打叶器机体5的下部出料口排出烟叶物料的大小尺寸加大，叶片碎片率降低，(同时大片率会相应增加)。通过对出料口排出烟叶物料的形状大小(如叶片结构检测系统6实时检测所得的大片率、碎片率)进行不间断的实时检测——数据传输反馈——框栏调节；对调控叶片碎片率进行PID调节，实现对叶片碎片率指标的动态调节。
在实施例一、实施例二中可将叶片大片率作为打叶质量基础指标(如将大片率定为40％)，在叶片大片率不超标的情况下，调节框栏开口处实际出料尺寸SK，使中片率提高、碎片率降低。实现各打叶质量指标间的动态平衡，提高烟叶利用率并使打叶质量指标得到整体提高。

Claims (8)

1.一种采用动态调节框栏打叶的打叶方法，其特征在于，包含以下步骤：
A.当烟叶物料由打叶器进料口进入打叶方法后，由于高速旋转的打辊1的转动带动，形成沿转动方向上的烟叶流；
B.在离心力的作用下，烟叶物料被抛向多层框栏装置(21/22)，由于打棍(1)上的动打刀(3)与多层框栏装置(21/22)中的上框栏(211/221)和固定打刀(4)之间存在较大的速度差，产生一定的力并作用于烟叶，框栏开口处的棱边和打刀将叶片从烟梗上撕下来；
C.被撕下来的叶片、带叶的梗以及纯梗等，当其外形尺寸小于框栏开口尺寸时，便从开口处落下并从打叶器机体(5)的下部出料口排出；
D.叶片结构检测系统(6)实时检测出料口排出烟叶物料的形状大小，根据形状大小自动调节框栏实际出料开口尺寸，适应出料排出的需要，实现各打叶质量指标的动态平衡调节，以提高打叶质量指标；
E.重复步骤B～D直到完成打叶。
2.根据权利要求1所述的打叶方法，其特征在于，所述的根据形状大小自动调节框栏实际出料开口尺寸是在叶片结构检测系统(6)根据实时检测出料口排出烟叶物料的形状大小控制电动驱动机构(214)运行，并带动下框(212)转动，使下框栏(212)的框栏开口与上框栏(211)的框栏开口错位量发生变化，达到动态调节打叶器出料尺寸的大小。
3.根据权利要求2所述的打叶方法，其特征在于，所述的叶片结构检测系统6实时检测所得的烟叶大片率超标，所述图像识别处理及控制系统(63)控制电动驱动机构(214)正转，并带动下框栏(212)逆时针转动；使下框栏(212)的框栏开口与上框栏(211)的框栏开口错位量加大，框栏开口处实际出料尺寸SK减小，导致从开口落下并从打叶器机体5的下部出料口排出烟叶物料的大小尺寸减小。
4.根据权利要求2所述的打叶方法，其特征在于，所述的叶片结构检测系统6实时检测所得的烟叶碎片率超标，图像识别处理及控制系统(63)控制电动驱动机构(214)反转，并带动下框栏(212)顺时针转动；使下框栏(212)的框栏开口与上框栏(211)的框栏开口错位量减小，框栏开口处实际出料尺寸SK加大，导致从开口落下并从打叶器机体(5)的下部出料口排出烟叶物料的大小尺寸加大。
5.根据权利要求2所述的打叶方法，其特征在于，所述的叶片结构检测系统(6)实时检测所得的烟叶大片率超标，图像识别处理及控制系统(63)控制电动驱动机构(224)正转，并带动下框栏(222)向前移动；使下框栏(222)的框栏开口与上框栏(221)的框栏开口错位量加大，框栏开口处实际出料尺寸SK减小，导致从开口落下并从打叶器机体(5)的下部出料口排出烟叶物料的大小尺寸减小。
6.根据权利要求2所述的打叶方法，其特征在于，所述的叶片结构检测系统(6)实时检测所得的烟叶碎片率超标，图像识别处理及控制系统(63)控制电动驱动机构(224)反转，并带动下框栏(222)向后移动；使下框栏(222)的框栏开口与上框栏(221)的框栏开口错位量减小，框栏开口处实际出料尺寸SK加大，导致从开口落下并从打叶器机体(5)的下部出料口排出烟叶物料的大小尺寸加大。
7.根据权利要求1～6所述的任一种打叶方法，其特征在于，所述的叶片结构检测系统(6)实时检测并自动调节框栏实际出料开口尺寸的过程为不间断的实时检测——数据传输反馈——框栏调节的过程。
8.根据权利要求7所述的任一种打叶方法，其特征在于，所述的自动调节框栏实际出料开口尺寸的过程是对调控叶片大片率和/或碎片率进行PID调节的过程。
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