CN110122911B - 物料含水率调节方法、装置和烟草制备设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物料含水率调节方法、装置和烟草制备设备，其中物料含水率调节方法包括：对进入第一调节区域(1)的待调节物料加水，加水流量为变量，在第一调节区域(1)内待调节物料被平动地输送；对进入第二调节区域(2)的待调节物料加水，加水流量为变量，第二调节区域(2)位于第一调节区域(1)的下游，在第二调节区域(2)内待调节物料被输送并滚动以与水混合。本发明采用包含两次变量加水的调节方式，可以使物料最终的含水率更加稳定和精确。

Description

物料含水率调节方法、装置和烟草制备设备

技术领域

本发明涉及烟草机械技术领域，尤其涉及一种物料含水率调节方法、装置和烟草制备设备。

背景技术

对于一些需要高增湿量的易碎物料(如膨胀烟丝，升华干燥后其含水率需要从7％左右提高到13.5％左右)，一次性加水往往无法达到所需含水率要求或者会造成物料品质下降等情况，因此需要通过分步加水的方式确保物料达到所需含水率，并保证含水率的均匀性，同时减少加工过程的造碎量。

目前在现有技术中，采用的回潮装置包括三步，第一步加水量为定量，加水量较小，对物料进行初步回潮；第二步加水量也为定量，加水量较大，使物料进一步回潮；第三步加水量为变量，使物料的含水率达到目标要求。加水时，采用压缩空气与水混合使水雾化通过喷嘴喷洒在物料上。

经过研究，发明人发现，现有技术中的回潮装置至少存在下述问题：

1.加水时采用压缩空气作为引射压力，使施加的水雾化，容易发生物料和雾化水到处飞扬的情况，造成周边环境污染，物料容易粘附到设备上，粘附在设备上的物料脱落也会造成产品质量问题；

2.压缩空气到各喷嘴的压力是相同的，而各喷嘴的水流量是不同的，因此会导致雾化水的粒径大小各不相同；而且，水流量的调节主要通过第三步来完成，其调节范围(一般为20kg/h～50kg/h)较大，在调节水流量时，容易造成雾化水的喷射范围、喷射射程、雾化效果等参数时刻在变化，喷嘴出来的雾化水的粒径波动较大，影响物料对水分的吸收效果，最终导致物料的出口含水率波动大，加水稳定性较差；

3.采用压缩空气引射，还会造成压缩空气用量大、能源消耗大等问题；

4.压缩空气引射无法保证雾化水温度的稳定，加水量的变化也会引起雾化水温度的变化，导致物料吸收速率的波动，影响被加工物料含水率的均匀性和控制精度；

5.物料来料时的含水率波动范围较大，虽然经过前面两步加水，含水率有所升高，但由于前两步的加水量均为定量，因此到达第三步加水位置时物料的含水率波动仍然比较大，而在第三步对含水率进行调节时，一般根据在物料出口设置的水分仪的检测结果来确定第三步的加水量，但是物料从第三步加水的位置到水分仪需要3～6分钟，因此水分仪采集到物料含水率反馈到加水位置会存在滞后，调节加水量后物料来料含水率可能已经不是水分仪所检测的物料含水率，严重影响对物料含水率的调节精度；

6.输水管路上设有用于调节水量的调节阀，调节阀与喷嘴之间的距离较长，当接收到来料信号时，开启调节阀加水，此时水管内可能会有很多空气和/或气泡，导致刚启动加水的一段时间里喷嘴出现间歇性喷水的情况，影响加水流量的稳定性和物料含水率的均匀性；而且，生产结束时，关闭调节阀后，水管内的余压会导致喷嘴长时间滴水的情况，滴在尾料上会产生湿团烟，滴在设备上会导致再次生产时物料粘壁。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种物料含水率调节方法、装置和烟草制备设备，以提高对物料含水率调节的稳定性和准确性。

为实现上述目的，本发明提供了一种物料含水率调节方法，包括：

对进入第一调节区域的待调节物料加水，加水流量为变量，在第一调节区域内待调节物料被平动地输送；

对进入第二调节区域的待调节物料加水，加水流量为变量，第二调节区域位于第一调节区域的下游，在第二调节区域内待调节物料被输送并滚动以与水混合。

可选地，在对进入第一调节区域的待调节物料加水之前，方法还包括：

对进入第三调节区域的待调节物料加水，加水流量为定量，第三调节区域位于第一调节区域的上游。

可选地，第三调节区域包括待调节物料从高于第一调节区域的位置被转送至第一调节区域的区域。

可选地，物料含水率调节方法还包括：

在待调节物料进入第三调节区域之前，对待调节物料的含水率进行检测。

可选地，对进入第一调节区域的待调节物料加水时，加水流量根据待调节物料进入第三调节区域之前的含水率、在第三调节区域内的加水总量和预设的目标含水率而定，以使离开第一调节区域的待调节物料的含水率达到目标含水率。

可选地，物料含水率调节方法还包括：

在第二调节区域的出口处检测待调节物料的含水率，根据检测结果调节在第二调节区域内的加水流量。

可选地，在对进入第三调节区域的待调节物料加水之前，方法还包括：

检测待调节物料是否到达预设位置并记录到达时间；

根据待调节物料到达预设位置的时间，计算待调节物料到达第三调节区域的加水位置所需的第一时间，并在待调节物料到达预设位置后间隔第一时间对进入第三调节区域的待调节物料加水；

根据待调节物料到达预设位置的时间，计算待调节物料到达第一调节区域的加水位置所需的第二时间，并在待调节物料到达预设位置后间隔第二时间对进入第一调节区域的待调节物料加水；

根据待调节物料到达预设位置的时间，计算待调节物料到达第二调节区域的加水位置所需的第三时间，并在待调节物料到达预设位置后间隔第三时间对进入第二调节区域的待调节物料加水。

可选地，在第一调节区域、第二调节区域、第三调节区域中的至少一个内通过加水装置进行加水，加水装置包括水泵和给水管，方法还包括：

通过调节水泵的转速来调节给水管的出水压力。

可选地，在第一调节区域、第二调节区域、第三调节区域中的至少一个内通过加水装置进行加水，加水装置包括给水管、输水管和回水管，给水管的出水口朝向待调节物料，输水管和回水管均与供水源连通，方法还包括：

在加水之前，调节三通阀使输水管与回水管连通，以使输水管内充满水；在需要加水时，使输水管与给水管连通并使输水管与回水管断开连通。

为实现上述目的，本发明还提供了一种物料含水率调节装置，包括：

第一调节区域；

第一输送装置，设置在第一调节区域内，用于平动地输送待调节物料；

第一加水装置，设置在第一调节区域内，用于对第一调节区域内的待调节物料加水，且加水流量为变量；

第二调节区域，设置在第一调节区域的下游；

第二输送装置，设置在第二调节区域内，用于输送待调节物料并带动待调节物料滚动以与水混合；和

第二加水装置，设置在第二调节区域内，用于对第二调节区域内的待调节物料加水，且加水流量为变量。

可选地，物料含水率调节装置还包括：

第三调节区域，设置在第一调节区域的上游；和

第三加水装置，设置在第三调节区域内，用于对第三调节区域内的待调节物料加水，且加水流量为定量。

可选地，物料含水率调节装置还包括第三输送装置，用于将待调节物料从高于第一调节区域的位置转送至第一调节区域。

可选地，物料含水率调节装置还包括第一含水率检测装置，设置在第三调节区域的上游，用于检测进入第三调节区域之前的待调节物料的含水率。

可选地，物料含水率调节装置还包括第二含水率检测装置，设置在第二调节区域的出口，用于检测离开第二调节区域的待调节物料的含水率。

可选地，物料含水率调节装置还包括位置检测装置，位置检测装置设置在第三调节区域的上游，位置检测装置用于检测待调节物料是否到达预设位置并记录到达时间，以使第一加水装置、第二加水装置和第三加水装置能够根据待调节物料是否到达预设位置来确定是否开启并根据待调节物料的到达时间来确定开启时间。

可选地，物料含水率调节装置还包括水箱，第一加水装置、第二加水装置、第三加水装置中的至少一个包括给水管、输水管、回水管和三通阀，三通阀与给水管、输水管和回水管连通，给水管的出水口朝向待调节物料，输水管和回水管均与水箱连通。

可选地，三通阀设置在靠近待调节物料的位置，以缩短给水管的长度。

可选地，第一加水装置、第二加水装置、第三加水装置中的至少一个包括水泵和给水管，给水管与水泵连接，水泵的转速可调，通过调节水泵的转速来调节给水管的出水压力。

可选地，物料含水率调节装置还包括水箱和加热装置，第一加水装置、第二加水装置和第三加水装置均与水箱连通，加热装置用于对水箱内的水进行加热。

可选地，第一加水装置、第二加水装置、第三加水装置中的至少一个包括给水管和调节阀，调节阀用于调节给水管的供水流量。

为实现上述目的，本发明还提供了一种烟草制备设备，包括上述的物料含水率调节装置。

基于上述技术方案，本发明实施例采用包含两次变量加水的调节方式，可以在第一次变量加水时对物料的含水率进行初步调节，并尽量使物料含水率调节至预设的目标含水率；第二次的变量加水则可以对第一次变量加水进行微调，以使物料最终的含水率更加稳定和精确，而且在第二次变量加水时物料发生滚动与水充分混合，为后续能够检测到稳定的物料含水率提供保障，从而为第二次的加水流量提供更准确的依据，使第二次的加水量能够更加准确。

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为本发明烟草含水率调节装置一个实施例的结构示意图。

图中：

1、第一调节区域；2、第二调节区域；3、第三调节区域；4、第一加水装置；5、第二加水装置；6、第三加水装置；7、第一含水率检测装置；8、第二含水率检测装置；9、位置检测装置；10、水箱；11、加热装置；12、液位检测装置；13、自动开关阀；14、第四截止阀；15、溢流管；16、送料装置；

41、第一截止阀；42、第一过滤器；43、第一水泵；44、第一压力表；45、第一调节阀；46、第一流量计；47、第一三通阀；48、第一喷嘴；49、第一回水管；

51、第二截止阀；52、第二过滤器；53、第二水泵；54、第二压力表；55、第二调节阀；56、第二流量计；57、第二三通阀；58、第二喷嘴；59、第二回水管；

61、第三截止阀；62、第三过滤器；63、第三水泵；64、第三压力表；65、第三调节阀；66、第三流量计；67、第三三通阀；68、第三喷嘴；69、第三回水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，在本发明提供的物料含水率调节装置的一个示意性实施例中，该调节装置包括第一调节区域1、第二调节区域2、第一输送装置、第二输送装置、第一加水装置4和第二加水装置5，其中，第一输送装置设置在第一调节区域1内，第一输送装置用于平动地输送待调节物料，第一加水装置4设置在第一调节区域1内，第一加水装置4用于对第一调节区域1内的待调节物料加水，且第一加水装置4的加水流量为变量，第二调节区域2设置在第一调节区域1的下游，第二输送装置设置在第二调节区域2内，第二输送装置用于输送待调节物料并带动待调节物料滚动以与水混合，第二加水装置5设置在第二调节区域2内，第二加水装置5用于对第二调节区域2内的待调节物料加水，且第二加水装置5的加水流量为变量。

在上述示意性实施例中，采用了包含两次变量加水的调节方式，可以在第一次变量加水时对物料的含水率进行初步调节，由于来料含水率波动幅度较大，通过第一次变量调节可以尽量使物料含水率调节至预设的目标含水率，使物料在进入第二调节区域2之前的含水率基本稳定在某一范围内；由于在第一次变量加水时，物料被平动地输送，所加的水可能无法被物料均匀地吸收，通过在第一次变量加水后增加第二次变量加水，且第二次变量加水时使物料滚动以与水混合，物料充分吸收所加的水，可以使物料含水率更加均匀，为后续能够检测到稳定的物料含水率提供保障，从而为第二次的加水流量提供更加准确的依据，此时通过第二次的变量加水可以对第一次变量加水进行微调，以使物料最终的含水率更加稳定和精确。

可选地，第一加水装置4的加水流量与物料流量的比例可以设定为1～4％，第一加水装置4用于使来料含水率均匀地调节至同一目标含水率，以匹配来料含水率的大幅度波动，使物料在进入第二调节区域2前的含水率控制在某一设定范围内。比如，来料含水率为6.5％时，第一加水装置4的加水比例可设定为3.5％；来料含水率为7.0％时，第一加水装置4的加水比例可设定为3.0％；来料含水率为7.5％时，第一加水装置4的加水比例可设定为2.5％；来料含水率为8.0％时，第一加水装置4的加水比例可设定为2.0％；来料含水率为8.5％时，第一加水装置4的加水比例可设定为1.5％；来料含水率为9.0％时，第一加水装置4的加水流量与物料流量的比例可设定为1.0％，从而在进入第二调节区域2之前将物料的含水率统一调整至10％，这样在第二调节区域2内的加水流量基本稳定，只需进行微调即可。

可选地，物料含水率调节装置还包括第三调节区域3和第三加水装置6，第三调节区域3设置在第一调节区域1的上游，第三加水装置6设置于第三调节区域3，第三加水装置6用于对第三调节区域3内的待调节物料加水，且第三加水装置6的加水流量为定量。

可选地，物料含水率调节装置还包括第三输送装置，第三输送装置设置在第三调节区域3内，第三输送装置用于将待调节物料从高于第一调节区域1的位置转送至第一调节区域1。如图1所示，第三输送装置包括漏斗，待调节物料从送料装置16的末端通过漏斗下落到位于第一调节区域1内的第一输送装置上，送料装置16设置在第一调节区域1的上游，送料装置16的位置高于第一输送装置，第三调节区域3包括物料从送料装置16下落到第一调节区域1的区域，在物料的下落过程中对物料进行定量加水，可以减少物料在输送过程中的造碎。

第三加水装置6的加水流量为定量，其加水流量与物料流量的比例可以设定为1.2±0.3％，通过设置第三加水装置6，可以在第一次变量加水前对物料的含水率进行初步地调整，以减小第一次变量加水的调节范围，该过程可以初步提高物料的耐加工性，减少物料通过后序两次变量加水过程中的造碎。

可选地，物料含水率调节装置还包括第一含水率检测装置7，第一含水率检测装置7设置在第三调节区域3的上游，第一含水率检测装置7用于检测进入第三调节区域3之前的待调节物料的含水率。通过设置第一含水率检测装置7，可以获知来料含水率的大小，为第一加水装置4、第二加水装置5和第三加水装置6的加水流量提供依据。

可选地，物料含水率调节装置还包括第二含水率检测装置8，第二含水率检测装置8设置在第二调节区域2的出口，第二含水率检测装置8用于检测离开第二调节区域2的物料的含水率。第二含水率检测装置8设置在第二调节区域2的出口，可以用于检测即将离开第二调节区域2的物料的含水率，也可以检测刚离开第二调节区域2的物料的含水率。

第二含水率检测装置8设置在第二调节区域2的出口，其好处是可以在物料发生滚动与水充分混合后再对物料的含水率进行检测，检测结果更加准确。虽然将第二含水率检测装置8设置在第二调节区域2的出口，位于第二次变量加水位置的下游，对第二加水装置5的加水流量调节来说仍会存在一定的滞后，但是相比于现有技术中采用的“定量-定量-变量”式加水方式且只在第三步物料出口通过水分仪检测含水率反馈调节的方案来说，该实施例中第二含水率检测装置8检测到的物料含水率的波动频率和幅度均较小，所带来的滞后影响远远小于现有技术中水分仪所带来的滞后影响。其原因主要在于，在该实施例中，在第二次变量加水之前已根据来料含水率的波动情况对物料进行过一次变量加水，使物料含水率基本稳定在预设的目标范围内，因此第二次变量加水的加水流量的调节频率和幅度可以大大减小，即物料在进行第二次变量加水时其含水率已经稳定在预设的目标含水率范围内，含水率的波动也比较小，因此即使第二含水率检测装置8的检测结果对第二加水装置5的加水流量的调节稍微有些滞后，但加水流量的调节频率和幅度很小，因此对物料含水率调节的滞后影响较小；而在现有技术中，前两次均为定量加水，物料在进行第三次加水前的含水率波动仍然比较大，加水流量的调节频率和幅度也比较大，因此水分仪检测结果所带来的滞后影响较大。

将第二含水率检测装置8设置在第二调节区域2的出口，可以在减小滞后影响的前提下尽可能地减少对物料的造碎，减少中间设备，降低设备成本。

物料含水率调节装置还可以包括位置检测装置9，位置检测装置9设置在第三调节区域3的上游，位置检测装置9用于检测待调节物料是否到达预设位置并记录到达时间，以使第一加水装置4、第二加水装置5和第三加水装置6能够根据待调节物料是否到达预设位置来确定是否开启并根据待调节物料的到达时间来确定开启时间。

具体来说，当位置检测装置9检测到有物料到达时，第一加水装置4、第二加水装置5和第三加水装置6才会开启；当位置检测装置9没有检测到有物料到达时，第一加水装置4、第二加水装置5和第三加水装置6处于关闭状态。并且，根据位置检测装置9和第三加水装置6之间的距离以及第三输送装置的速度可以计算物料从位置检测装置9到达第三加水装置6所需要的第一时间，再根据物料到达位置检测装置9的时间，即可以计算得出物料到达第三加水装置6的时间，从而可以控制第三加水装置6在该时间开启。

根据位置检测装置9和第一加水装置4之间的距离以及第三输送装置的速度和第一输送装置的速度可以计算物料从位置检测装置9到达第一加水装置4所需要的第二时间，再根据物料到达位置检测装置9的时间，即可以计算得出物料到达第一加水装置4的时间，从而可以控制第一加水装置4在该时间开启。

根据位置检测装置9和第二加水装置5之间的距离以及第三输送装置、第一输送装置、第二输送装置的速度可以计算物料从位置检测装置9到达第二加水装置5所需要的第三时间，再根据物料到达位置检测装置9的时间，即可以计算得出物料到达第二加水装置5的时间，从而可以控制第二加水装置5在该时间开启。

可选地，物料含水率调节装置还包括水箱10，第一加水装置4、第二加水装置5、第三加水装置6中的至少一个包括给水管、输水管、回水管和三通阀，三通阀与给水管、输水管和回水管连通，给水管的出水口朝向待调节物料，输水管和回水管均与水箱10连通。

这样设置的好处是，可以在给水前，先使输水管与回水管连通，使输水管内充满水，避免输水管内存在空气或气泡，防止出现间歇性给水，保证在给水时水流的通畅性，保证含水率的均匀性；还可以提高加水或停水的反应速度。

可选地，三通阀设置在靠近待调节物料的位置，以缩短给水管的长度。这样设置的好处是，尽可能地缩短给水管的长度，并使给水管的长度远小于输水管的长度，减小给水管内存在空气或气泡的可能性，保证出水的流畅；给水结束后，也可以减小喷嘴内有余压而长时间滴水等情况发生的可能性，防止水滴滴在物料上产生湿团，或者滴在设备上导致物料粘壁。

可选地，第一加水装置4、第二加水装置5、第三加水装置6中的至少一个包括水泵和给水管，给水管与水泵连接，水泵的转速可调，通过调节水泵的转速来调节给水管的出水压力。

相比于现有技术中采用压缩空气引射出水的方式，该实施例采用水泵输送水，通过调节水泵的频率来调节加水压力，避免采用压缩空气引射雾化容易产生物料及雾化水到处飞扬的情况，使加水压力控制更加精准。还可以减少压缩空气的用量，节约能源。

物料含水率调节装置还可以包括加热装置11，第一加水装置4、第二加水装置5和第三加水装置6均与水箱10连通，加热装置11用于对水箱10内的水进行加热。通过设置加热装置11，可以有效控制所加水的水温，合适的水温可提高物料对水分的吸收效果和避免物料萎缩降低填充值。

第一加水装置4、第二加水装置5、第三加水装置6中的至少一个包括给水管和调节阀，调节阀用于调节给水管的供水流量。

基于上述的物料含水率调节装置，本发明还提供了一种烟草制备设备，该烟草制备设备包括上述的物料含水率调节装置。

下面结合图1对本发明物料含水率调节装置和烟草制备设备的一个实施例的具体结构和工作过程进行说明：

如图1所示，物料含水率调节装置包括第一调节区域1、第二调节区域2和第三调节区域3，第二调节区域2位于第一调节区域1的下游，第三调节区域3位于第一调节区域1的上游。第一调节区域1内设有第一输送装置，第二调节区域2内设有第二输送装置，第三调节区域3内设有第三输送装置。第一输送装置平动地输送物料，可以采用输送带。第一输送装置也可以采用振槽，在平动地输送的同时还可以使物料发生轻微的振动，提高物料对所加水的吸收速率。第一输送装置采用平动地输送方式对物料进行输送，可以尽可能地减少物料的造碎。第二输送装置包括滚筒，滚筒带动物料相对于地面旋转，在滚筒旋转过程中物料随滚筒滚动并不断地被抛撒，可以与水充分混合。

第三调节区域3的上游设有送料装置16，物料通过送料装置16送料，并输送至第三调节区域3。第三输送装置包括漏斗，物料到达送料装置16的末端后通过漏斗下落至第一调节区域1内。送料装置16可以采用冷却带，以在输送过程中对物料进行冷却定型。

物料含水率调节装置还包括第一加水装置4、第二加水装置5、第三加水装置6。第一加水装置4用于向第一调节区域1内的物料加水，第二加水装置5用于向第二调节区域2内的物料加水，第三加水装置6用于向第三调节区域3内的物料加水。

第一加水装置4包括第一截止阀41、第一过滤器42、第一水泵43、第一压力表44、第一调节阀45、第一流量计46、第一三通阀47、第一喷嘴48、第一回水管49、第一输水管和第一给水管。第一截止阀41设置在第一输水管上，与水箱10连通，第一截止阀41用于控制第一输水管的通断。第一过滤器42设置在第一截止阀41的下游，用于对第一输水管内流动的水进行过滤清洁，避免杂物进入堵塞喷嘴或污染物料。第一水泵43设置在第一过滤器42的下游，第一水泵43的下游设有第一压力表44，第一水泵43为变频独立控制，在设备调试时，根据第一压力表44显示的加水压力情况调节第一水泵43的频率大小，当压力低于所需压力时调大第一水泵43的频率；当压力高于所需压力时调小第一水泵43的频率。第一调节阀45用于调节第一输水管的水流量，设置在第一压力表44的下游。第一调节阀45的下游设有第一流量计46，用于实时采集第一输水管上的水流量，反馈给控制器(图中未示出)控制第一调节阀45的开度，当水流量低于设定流量时调大第一调节阀45的开度，当水流量高于设定流量时调小第一调节阀45的开度。第一三通阀47的三个口分别与第一回水管49、第一输水管和第一给水管连通，第一三通阀47独立控制，可根据物料来料情况自动切换水流去向。第一输水管和第一回水管49均与水箱10连通，第一给水管伸入第一调节区域1内，第一给水管的端部设有第一喷嘴48。

第二加水装置5包括第二截止阀51、第二过滤器52、第二水泵53、第二压力表54、第二调节阀55、第二流量计56、第二三通阀57、第二喷嘴58、第二回水管59、第二输水管和第二给水管。第二截止阀51设置在第二输水管上，与水箱10连通，第二截止阀51用于控制第二输水管的通断。第二过滤器52设置在第二截止阀51的下游，用于对第二输水管内流动的水进行过滤清洁，避免杂物进入堵塞喷嘴或污染物料。第二水泵53设置在第二过滤器52的下游，第二水泵53的下游设有第二压力表54，第二水泵53为变频独立控制，在设备调试时，根据第二压力表54显示的加水压力情况调节第二水泵53的频率大小，当压力低于所需压力时调大第二水泵53的频率；当压力高于所需压力时调小第二水泵53的频率。第二调节阀55用于调节第二输水管的水流量，设置在第二压力表54的下游。第二调节阀55的下游设有第二流量计56，用于实时采集第二输水管上的水流量，反馈给控制器(图中未示出)控制第二调节阀55的开度，当水流量低于设定流量时调大第二调节阀55的开度，当水流量高于设定流量时调小第二调节阀55的开度。第二三通阀57的三个口分别与第二回水管59、第二输水管和第二给水管连通，第二三通阀57独立控制，可根据物料来料情况自动切换水流去向。第二输水管和第二回水管59均与水箱10连通，第二给水管伸入第二调节区域2内，第二给水管的端部设有第二喷嘴58。

第三加水装置6包括第三截止阀61、第三过滤器62、第三水泵63、第三压力表64、第三调节阀65、第三流量计66、第三三通阀67、第三喷嘴68、第三回水管69、第三输水管和第三给水管。第三截止阀61设置在第三输水管上，与水箱10连通，第三截止阀61用于控制第三输水管的通断。第三过滤器62设置在第三截止阀61的下游，用于对第三输水管内流动的水进行过滤清洁，避免杂物进入堵塞喷嘴或污染物料。第三水泵63设置在第三过滤器62的下游，第三水泵63的下游设有第三压力表64，第三水泵63为变频独立控制，在设备调试时，根据第三压力表64显示的加水压力情况调节第三水泵63的频率大小，当压力低于所需压力时调大第三水泵63的频率；当压力高于所需压力时调小第三水泵63的频率。第三调节阀65用于调节第三输水管的水流量，设置在第三压力表64的下游。第三调节阀65的下游设有第三流量计66，用于实时采集第三输水管上的水流量，反馈给控制器(图中未示出)控制第三调节阀65的开度，当水流量低于设定流量时调大第三调节阀65的开度，当水流量高于设定流量时调小第三调节阀65的开度。第三三通阀67的三个口分别与第三回水管69、第三输水管和第三给水管连通，第三三通阀67独立控制，可根据物料来料情况自动切换水流去向。第三输水管和第三回水管69均与水箱10连通，第三给水管伸入第三调节区域3内，第三给水管的端部设有第三喷嘴68。

物料含水率调节装置还包括第一含水率检测装置7、第二含水率检测装置8、位置检测装置9、水箱10、加热装置11、液位检测装置12、自动开关阀13、第四截止阀14和溢流管15。第一含水率检测装置7和位置检测装置9均设置在第三调节区域3的上游，第一含水率检测装置7和位置检测装置9可以安装在同一安装架上。第二含水率检测装置8设置在第二调节区域2的出口，比如可以设置在滚筒的出料振槽处。加热装置11设置在水箱10内，可以对水箱10内的水进行加热，并根据工艺所需的温度开启或关闭加热装置11，当水箱10内的水温低于设定范围值时，自动启动加热装置11；当水箱10内的水温高于设定范围时，自动关闭加热装置11，使水箱10内的水温控制在设定的温度范围内。液位检测装置12用于检测水箱10内的液位，以根据液位高低控制第四截止阀14的开关，使水箱10内的水位保持在设定范围内，避免水箱10内的水位太低或太高，当水位太低达到警戒水位以下时，电控系统发出声光报警，提示人工处理，防止生产出不合格产品；当水位太高时，水从溢流管15排出。自动开关阀13与液位检测装置12信号连接，以通过液位检测装置12所检测的液位信息实现自动开关阀13的自动打开或关闭。第四截止阀14为手动开关阀，可供操作人员在紧急工况或对水箱10等部件进行清洗或维修时手动地打开或关闭。

在烟草含水率调节装置使用之前，准备流程包括：

向水箱10内进水，并启动加热装置11，使水箱10内的水温达到工艺设定的温度范围；启动第一水泵43、第二水泵53和第三水泵63，第一三通阀47置于回水阀位，使第一输水管和第一回水管49连通，使第一输水管内的水通过第一回水管49回流至水箱10；第二三通阀57置于回水阀位，使第二输水管和第二回水管59连通，使第二输水管内的水通过第二回水管59回流至水箱10；第三三通阀67置于回水阀位，使第三输水管和第三回水管69连通，使第三输水管内的水通过第三回水管69回流至水箱10，使水在第一输水管、第一回水管49、第二输水管、第二回水管59、第三输水管和第三回水管69内循环，填充这些管道，避免管道内残留空气和气泡。

在对含水率进行调节时，启动流程包括：

当位置检测装置9检测到有料信号时，延时第一时间切换第三三通阀67的阀位，使水流向第三喷嘴68，开始向第三调节区域3内的物料进行加水；延时第二时间切换第一三通阀47的阀位，使水流向第一喷嘴48，开始向第一调节区域1内的物料进行加水；延时第三时间切换第二三通阀57的阀位，使水流向第二喷嘴58，开始向第二调节区域2内的物料进行加水，完成启动流程。

调节过程中的控制流程包括：

在第三调节区域3内，第三加水装置6的加水流量为定量，在生产过程中通过第三调节阀65调节，加水流量恒定不变；在第一调节区域1内，第一加水装置4的加水流量为变量，根据第一含水率检测装置7采集的来料含水率，适时调节第一调节阀45的开度，使物料进入第二调节区域2前的含水率控制在某一设定范围内，减少第二调节区域2内加水流量的调节频率和幅度；在第二调节区域2内，第二加水装置5的加水流量为变量，根据第二含水率检测装置8采集的物料含水率反馈控制加水流量，适时调节第二调节阀55的开度。

调节完成后结束流程包括：

当位置检测装置9检测到无料信号时，延时第四时间切换第三三通阀67的阀位，使水流向第三回水管69回流至水箱10，停止向第三调节区域3加水；延时第五时间切换第一三通阀47的阀位，使水流向第一回水管49回流至水箱10，停止向第一调节区域1加水；延时第六时间切换第二三通阀57的阀位，使水流向第二回水管59回流至水箱10，停止向第二调节区域2加水，完成生产结束流程。

通过对本发明物料含水率调节装置的多个实施例的说明，可以看到本发明物料含水率调节装置实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、采用包含两次变量加水的调节方式，可以使含水率的调节更加稳定和准确，减小第二含水率检测装置产生的滞后调节所带来的影响；

2、设有回水管和三通阀，在给水前可以先让水充满输水管，避免管道内存在空气和气泡，避免喷嘴出现断断续续出水的情况，避免产生水流量的波动，有利于提高加水的及时性和准确性；

3、采用水泵加水，避免采用压缩空气引射雾化容易产生物料及雾化水到处飞扬的情况，降低双介质压力匹配和调节控制的难度，使加水压力控制更加精准，有利于提高物料含水率的均匀性和准确性，并提高物料对水分的分步吸收效果；也可以避免由于采用压缩空气引射而使所加水的温度降低，失去热水回潮的效果；

4、设有加热装置对水箱内的水进行加热，采用热水对物料进行喷洒回潮有利于减少物料萎缩，并提高物料对水分吸收效率。

在上述各个实施例中，物料可以是对原料烟草实施烘干处理获得的干燥烟草，也可以是对原料烟丝实施干冰膨胀处理获得的膨胀烟丝。干燥烟草和膨胀烟丝的含水率一般为6.5～10wt％，目标含水率为12～14wt％，例如13.0±0.5wt％。

基于上述的物料含水率调节装置，本发明还提出一种烟草制备设备，该烟草制备设备包括上述的物料含水率调节装置。

上述各个实施例中物料含水率调节装置所具有的积极技术效果同样适用于烟草制备设备，这里不再赘述。

本发明还提供了一种物料含水率调节方法，包括：

对进入第一调节区域1的待调节物料加水，加水流量为变量，在第一调节区域1内待调节物料被平动地输送；

对进入第二调节区域2的待调节物料加水，加水流量为变量，第二调节区域2位于第一调节区域1的下游，在第二调节区域2内待调节物料被输送并滚动以与水混合。

可选地，在对进入第一调节区域1的待调节物料加水之前，物料含水率调节方法还包括：

对进入第三调节区域3的待调节物料加水，加水流量为定量，第三调节区域3位于第一调节区域1的上游。

可选地，第三调节区域3包括待调节物料从高于第一调节区域1的位置被转送至第一调节区域1的区域。

可选地，物料含水率调节方法还包括：

在待调节物料进入第三调节区域3之前，对待调节物料的含水率进行检测。

可选地，对进入第一调节区域1的待调节物料加水时，加水流量根据待调节物料进入第三调节区域3之前的含水率、在第三调节区域3内的加水总量和预设的目标含水率而定，以使离开第一调节区域1的待调节物料的含水率达到目标含水率。

可选地，物料含水率调节方法还包括：

在第二调节区域2的出口处检测待调节物料的含水率，根据检测结果调节在第二调节区域2内的加水流量。

可选地，在对进入第三调节区域3的待调节物料加水之前，物料含水率调节方法还包括：

检测待调节物料是否到达预设位置并记录到达时间；

根据待调节物料到达预设位置的时间，计算待调节物料到达第三调节区域3的加水位置所需的第一时间，并在待调节物料到达预设位置后间隔第一时间对进入第三调节区域3的待调节物料加水；

根据待调节物料到达预设位置的时间，计算待调节物料到达第一调节区域1的加水位置所需的第二时间，并在待调节物料到达预设位置后间隔第二时间对进入第一调节区域1的待调节物料加水；

根据待调节物料到达预设位置的时间，计算待调节物料到达第二调节区域2的加水位置所需的第三时间，并在待调节物料到达预设位置后间隔第三时间对进入第二调节区域2的待调节物料加水。

可选地，在第一调节区域1、第二调节区域2、第三调节区域3中的至少一个内通过加水装置进行加水，加水装置包括水泵和给水管，方法还包括：

通过调节水泵的转速来调节给水管的出水压力。

可选地，在第一调节区域1、第二调节区域2、第三调节区域3中的至少一个内通过加水装置进行加水，加水装置包括给水管、输水管和回水管，给水管的出水口朝向待调节物料，输水管和回水管均与供水源连通，方法还包括：

在加水之前，调节三通阀使输水管与回水管连通，以使输水管内充满水；在需要加水时，使输水管与给水管连通并使输水管与回水管断开连通。

上述各个实施例中物料含水率调节装置所具有的积极技术效果同样适用于物料含水率调节方法，这里不再赘述。

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 (14)

1.一种物料含水率调节方法，其特征在于，包括：

对进入第一调节区域(1)的待调节物料加水，加水流量为变量，在所述第一调节区域(1)内所述待调节物料被平动地输送；

对进入第二调节区域(2)的所述待调节物料加水，加水流量为变量，所述第二调节区域(2)位于所述第一调节区域(1)的下游，在所述第二调节区域(2)内所述待调节物料被输送并滚动以与水混合；

在所述对进入第一调节区域(1)的所述待调节物料加水之前，所述方法还包括：

对进入第三调节区域(3)的待调节物料加水，加水流量为定量，所述第三调节区域(3)位于所述第一调节区域(1)的上游；

所述方法还包括：

在所述待调节物料进入所述第三调节区域(3)之前，对所述待调节物料的含水率进行检测；

其中，对进入第一调节区域(1)的待调节物料加水时，加水流量根据所述待调节物料进入所述第三调节区域(3)之前的含水率、在所述第三调节区域(3)内的加水总量和预设的目标含水率而定，以使离开所述第一调节区域(1)的所述待调节物料的含水率达到所述目标含水率；

在所述第一调节区域(1)、所述第二调节区域(2)、所述第三调节区域(3)中的至少一个内通过加水装置进行加水，所述加水装置包括给水管、输水管和回水管，所述给水管的出水口朝向所述待调节物料，所述输水管和所述回水管均与供水源连通，所述方法还包括：

在加水之前，使所述输水管与所述回水管连通，以使所述输水管内充满水；在需要加水时，使所述输水管与所述给水管连通并使所述输水管与所述回水管断开连通。

2.根据权利要求1所述的物料含水率调节方法，其特征在于，所述第三调节区域(3)包括所述待调节物料从高于所述第一调节区域(1)的位置被转送至所述第一调节区域(1)的区域。

3.根据权利要求1所述的物料含水率调节方法，其特征在于，还包括：

在所述第二调节区域(2)的出口处检测所述待调节物料的含水率，根据检测结果调节在所述第二调节区域(2)内的加水流量。

4.根据权利要求1所述的物料含水率调节方法，其特征在于，在对进入第三调节区域(3)的待调节物料加水之前，所述方法还包括：

检测待调节物料是否到达预设位置并记录到达时间；

根据所述待调节物料到达所述预设位置的时间，计算所述待调节物料到达所述第三调节区域(3)的加水位置所需的第一时间，并在所述待调节物料到达所述预设位置后间隔第一时间对进入第三调节区域(3)的待调节物料加水；

根据所述待调节物料到达所述预设位置的时间，计算所述待调节物料到达所述第一调节区域(1)的加水位置所需的第二时间，并在所述待调节物料到达所述预设位置后间隔第二时间对进入第一调节区域(1)的待调节物料加水；

根据所述待调节物料到达所述预设位置的时间，计算所述待调节物料到达所述第二调节区域(2)的加水位置所需的第三时间，并在所述待调节物料到达所述预设位置后间隔第三时间对进入第二调节区域(2)的待调节物料加水。

5.根据权利要求1所述的物料含水率调节方法，其特征在于，在所述第一调节区域(1)、所述第二调节区域(2)、所述第三调节区域(3)中的至少一个内通过加水装置进行加水，所述加水装置包括水泵和给水管，所述方法还包括：

通过调节所述水泵的转速来调节所述给水管的出水压力。

6.一种物料含水率调节装置，其特征在于，包括：

第一调节区域(1)；

第一输送装置，设置在所述第一调节区域(1)内，用于平动地输送待调节物料；

第一加水装置(4)，设置在所述第一调节区域(1)内，用于对所述第一调节区域(1)内的所述待调节物料加水，且加水流量为变量；

第二调节区域(2)，设置在所述第一调节区域(1)的下游；

第二输送装置，设置在所述第二调节区域(2)内，用于输送所述待调节物料并带动所述待调节物料滚动以与水混合；

第二加水装置(5)，设置在所述第二调节区域(2)内，用于对所述第二调节区域(2)内的所述待调节物料加水，且加水流量为变量；

第三调节区域(3)，设置在所述第一调节区域(1)的上游；

第三加水装置(6)，设置在所述第三调节区域(3)内，用于对所述第三调节区域(3)内的所述待调节物料加水，且加水流量为定量；

第一含水率检测装置(7)，设置在所述第三调节区域(3)的上游，用于检测进入所述第三调节区域(3)之前的所述待调节物料的含水率，且所述第一加水装置(4)的加水流量被配置为根据所述第一含水率检测装置(7)的检测结果、在所述第三调节区域(3)内的加水总量和预设的目标含水率而定，以使离开所述第一调节区域(1)的所述待调节物料的含水率达到所述目标含水率；和

水箱(10)，所述第一加水装置(4)、所述第二加水装置(5)、所述第三加水装置(6)中的至少一个包括给水管、输水管和回水管，所述给水管的出水口朝向所述待调节物料，所述输水管和所述回水管均与所述水箱(10)连通，且在加水之前，所述输水管和所述回水管被配置为连通，以使所述输水管内充满水；在需要加水时，所述输水管和所述给水管被配置为连通，所述输水管和所述回水管被配置为断开连通。

7.根据权利要求6所述的物料含水率调节装置，其特征在于，还包括第三输送装置，用于将所述待调节物料从高于所述第一调节区域(1)的位置转送至所述第一调节区域(1)。

8.根据权利要求6所述的物料含水率调节装置，其特征在于，还包括第二含水率检测装置(8)，设置在所述第二调节区域(2)的出口，用于检测离开所述第二调节区域(2)的所述待调节物料的含水率。

9.根据权利要求6所述的物料含水率调节装置，其特征在于，还包括位置检测装置(9)，所述位置检测装置(9)设置在所述第三调节区域(3)的上游，所述位置检测装置(9)用于检测所述待调节物料是否到达预设位置并记录到达时间，以使所述第一加水装置(4)、所述第二加水装置(5)和所述第三加水装置(6)能够根据所述待调节物料是否到达预设位置来确定是否开启并根据所述待调节物料的到达时间来确定开启时间。

10.根据权利要求6所述的物料含水率调节装置，其特征在于，所述第一加水装置(4)、所述第二加水装置(5)、所述第三加水装置(6)中的至少一个包括三通阀，所述三通阀与所述给水管、所述输水管和所述回水管连通。

11.根据权利要求10所述的物料含水率调节装置，其特征在于，所述三通阀设置在靠近所述待调节物料的位置，以缩短所述给水管的长度。

12.根据权利要求6所述的物料含水率调节装置，其特征在于，所述第一加水装置(4)、所述第二加水装置(5)、所述第三加水装置(6)中的至少一个包括水泵和给水管，所述给水管与所述水泵连接，所述水泵的转速可调，通过调节所述水泵的转速来调节所述给水管的出水压力。

13.根据权利要求6所述的物料含水率调节装置，其特征在于，还包括水箱(10)和加热装置(11)，所述第一加水装置(4)、所述第二加水装置(5)和所述第三加水装置(6)均与所述水箱(10)连通，所述加热装置(11)用于对所述水箱(10)内的水进行加热。

14.一种烟草制备设备，其特征在于，包括如权利要求6～13任一项所述的物料含水率调节装置。

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