CN110721534A - 立式烟丝回收与风压调节一体化装置以及卷接机组工艺风力与除尘系统 - Google Patents

Abstract

立式烟丝回收与风压调节一体化装置以及卷接机组工艺风力与除尘系统，涉及烟丝回收技术领域，其包括收集筒，收集筒中同轴安装有进气管和排气管，进气管位于排气管的下方，进气管内沿其轴线方向设置有螺旋形的导流板，进气管与排气管之间的间距大小足够供烟丝从进气管的顶端排出后在离心力作用下甩向收集筒的内壁，排气管的外壁面与收集筒的内壁面之间设有挡料板，排气管内设有带配流板的改进型蝶阀，进气管与收集筒之间设置有集料斗。本发明可通过该一体化装置实现增阻、调压，并在与卷烟机直连的含粉尘和短烟丝的支管中对有用组份——短烟丝进行分离并回送到卷烟机再利用，节约了生产原料。

Description

立式烟丝回收与风压调节一体化装置以及卷接机组工艺风力 与除尘系统

技术领域

本发明涉及烟丝回收技术领域，尤其指一种立式烟丝回收与风压调节一体化装置以及卷接机组工艺风力与除尘系统。

背景技术

在目前的卷烟工业生产中，烟丝的输送主要是依靠工艺风力来完成的，在现有的工艺风力与除尘系统中，连接每台机组的工艺风力支管最终是通过集束管接入工艺风力总管。由于各支管内的气流中无可避免会带入烟丝、粉尘等，以往都是在总管的末端设置除尘装置进行集中除尘后再排出。

在卷接机组中，卷烟机和接装机分别连接一根支管，卷烟机生产过程中，烟丝依靠负压风力吸附在纸带上，难免会有部分短烟丝被吸入支管中，而接装机生产过程中，也会有一些过滤嘴表面的浮丝、短纤维及碎屑被吸入支管中，最终通过除尘装置进行分离得到的混合物中由于除了短烟丝之外还含有浮丝、短纤维及碎屑等杂质，导致无法对短烟丝进行回收，因而造成较大的浪费。

除此之外，在现有的卷接机组工艺风力与除尘系统中，由于卷烟机的管道风压要小于接装机的管道风压，为了平衡风压，接装机的管道通常只需要安装普通的蝶阀，而卷烟机的管道则需要利用风压平衡器来实现更大范围的风压调节，如中国专利201210394346中公开的一种电动风压平衡器，该电动风压平衡器一来是用于增加管道阻力，降低管道风压，二来是在管道风压波动时将风压调控至设定范围，利用该电动风压平衡器对管路风压调控时，阀体内的导流体需要在较大的行程范围内移动，调控响应速度有待提高且该电动风压平衡器体积较大，安装不便，此外，该平衡器的流量大小与阀门的开度大小之间不具备良好的线性比例关系，调控精度有待提高。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种立式烟丝回收与风压调节一体化装置，通过该一体化装置实现增阻、调压，并在与卷烟机直连的含粉尘和短烟丝的支管中对短烟丝进行分离并回送到卷烟机再利用，节约生产原料。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种立式烟丝回收与风压调节一体化装置，包括收集筒，所述收集筒中同轴安装有用于连接卷烟机风力支管的进气管和排气管，所述进气管位于排气管的下方，所述进气管内沿其轴线方向设置有螺旋形的导流板，所述进气管与排气管之间的间距大小足够供烟丝从进气管的顶端排出后在离心力作用下甩向收集筒的内壁，所述排气管的外壁面与收集筒的内壁面之间环形设置有用于阻挡烟丝往上移动的挡料板，所述排气管内设有用于调节风压大小的蝶阀，所述进气管的外壁面与收集筒的内壁面之间环形设置有用于收集烟丝的集料斗，所述集料斗的底端连接有用于卸料的气锁阀。

优选地，所述集料斗的顶端位于进气管的左侧且与进气管的顶端齐平，所述集料斗的上沿朝进气管的右侧向下倾斜设置，所述集料斗的底端位于进气管的右侧。

更优选地，所述挡料板的内沿连接排气管的底端，所述挡料板的外沿向上倾斜至抵接于收集筒的内壁面。

更优选地，所述蝶阀包括阀座以及连接在阀座中的阀板，所述阀板的其中一个端面上设置有两块配流板、另一端面上对称设置有两块配流板，所述配流板上开设有多个通孔。

更优选地，所述配流板呈半圆形，所述配流板上设有两列通孔，所述通孔的数量为六个，每三个通孔在配流板上以等间距排成一列。

另外，本发明还提供一种包含上述立式烟丝回收与风压调节一体化装置的卷接机组工艺风力与除尘系统，其包括用于连接卷烟机的第一支管以及用于连接接装机的第二支管，所述第二支管上安装有用于调节其管内风压的接装机蝶阀，所述第一支管上连接有所述立式烟丝回收与风压调节一体化装置，所述第一支管与第二支管连接至总管，所述总管的末端依次连接有除尘装置和负压风机。

优选地，所述气锁阀连接有一根与卷烟机的送丝管连通的排料管。

本发明的工作原理是：将立式烟丝回收与风压调节一体化装置连接到卷烟机的支管中，当带有烟丝的气流进入进气管中后，在导流板的引导下，气流以螺旋方式往上流动并从进气管的顶端排出，此时烟丝会在离心力作用下甩向收集筒的内壁并紧贴收集筒内壁往上运动，当其往上运动的速度自然降至零或受挡料板阻挡速度降至零时，烟丝往下沉降并掉落至集料斗被收集，空气则会在负压作用下往上进入到排气管中从而流入风力支管的后段中，由此实现烟丝的分离回收。

在卷烟机的风力支管上设置上述立式烟丝回收与风压调节一体化装置后，可提前对短烟丝进行回收，避免了短烟丝与其它杂质（例如过滤嘴纤维丝等）混合后导致无法回收从而造成浪费的情况，回收后的短烟丝还可回送到卷烟机再利用，节约了生产原料；除此之外，于上述一体化装置的进气管中设置的导流板能够起到增阻的作用，由此减少了在后续排气管中所需要实现的调压范围，也因此无需再设置体积大、调压范围大的电动风压平衡器，而仅通过体积较小的蝶阀就可满足调压需求。

附图说明

图1为本发明实施例中立式烟丝回收与风压调节一体化装置的整体结构示意图；

图2为实施例中蝶阀的整体结构示意图；

图3为实施例中蝶阀的流量调节特性曲线；

图4为实施例中包含立式烟丝回收与风压调节一体化装置的卷接机组风力除尘系统的整体结构示意图。

图中：

1——收集筒 2——进气管 2a——导流板

3——排气管 4——挡料板 5——蝶阀

5a——阀座 5b——阀板 5c——配流板

5d——通孔 6——集料斗 7——气锁阀

8——第一支管 9——第二支管 9a——接装机蝶阀

10——排料管 11——总管 12——除尘装置

13——负压风机。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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的限制。

如图1-2所示，立式烟丝回收与风压调节一体化装置，包括收集筒1，收集筒1中同轴安装有用于连接卷烟机风力支管的进气管2和排气管3，进气管2位于排气管3的下方，进气管2内沿其轴线方向设置有螺旋形的导流板2a，进气管2与排气管3之间的间距大小足够供烟丝从进气管2的顶端排出后在离心力作用下甩向收集筒1的内壁，排气管3的外壁面与收集筒2的内壁面之间环形设置有用于阻挡烟丝往上移动的挡料板4，排气管3内设有用于调节风压大小的蝶阀5，进气管2的外壁面与收集筒2的内壁面之间环形设置有用于收集烟丝的集料斗6，集料斗6的底端连接有用于卸料的气锁阀7。

上述实施方式提供的立式烟丝回收与风压调节一体化装置在连接到卷烟机的支管中后，当带有烟丝的气流进入进气管2中后，在导流板2a的引导下，气流以螺旋方式往上流动并从进气管2的顶端排出，此时烟丝会在离心力作用下甩向收集筒1的内壁并紧贴收集筒1内壁往上运动，当其往上运动的速度自然降至零或受挡料板4阻挡速度降至零时，烟丝往下沉降并掉落至集料斗6被收集，空气则会在负压作用下往上进入到排气管3中从而流入风力支管的后段中，由此实现烟丝的分离回收。

在卷烟机的风力支管上设置上述立式烟丝回收与风压调节一体化装置后，可提前对短烟丝进行回收，避免了短烟丝与其它杂质（例如过滤嘴纤维丝等）混合后导致无法回收从而造成浪费的情况，回收后的短烟丝还可回送到卷烟机再利用，节约了生产原料；除此之外，于上述一体化装置的进气管2中设置的导流板2a能够起到增阻的作用，由此减少了在后续排气管3中所需要实现的调压范围，也因此无需再设置体积大、调压范围大的电动风压平衡器，而仅通过体积较小的蝶阀5就可满足调压需求。

具体地，集料斗6的顶端位于进气管2的左侧且与进气管2的顶端齐平，集料斗6的上沿朝进气管2的右侧向下倾斜设置，集料斗6的底端位于进气管2的右侧，该结构的集料斗6围绕进气管2设置，并且其底端的排料口位于进气管2的一侧，使得整个集料斗6的位置布设以及空间利用较为合理，不会对进气管2产生干扰。

更具体地，挡料板4的内沿连接排气管3的底端，挡料板4的外沿向上倾斜至抵接于收集筒2的内壁面，由于烟丝在从进气管2的顶端排出时会在惯性作用下甩向收集筒1的内壁并往上移动一段距离，故最好将挡料板4设计成呈开口向下的喇叭状，使得挡料板4靠近收集筒1内壁的位置具备足够高的空间让烟丝减速，从而可以避免烟丝在过快速度条件下撞击挡料板4，减轻烟丝造碎的程度。

另外，对于进气管2与排气管3的具体结构，应当控制进气管2与排气管3直径使得它们与收集筒1的内壁面之间存在一定的间隔，以便于烟丝在离心作用下甩向收集筒1的内壁面之后能够与气流彻底分离开。在实际使用中，为了便于上述一体化装置与卷烟机的管道安装连接，可使进气管2的底端从收集筒1的底面伸出一小部分，而排气管3的顶端则从收集筒1的顶面伸出一小部分，并且可在上述两个端头部分设置法兰结构以便于轻松连接到卷烟机的管道中。

本领域技术人员应当明白，上述一体化装置在连接到卷烟机的管道中时，最好将其设置在比较靠近卷烟机的位置，这样可以更好地减轻烟丝在管道内移动所导致的造碎问题。

在本实施例中，蝶阀5具体包括阀座5a以及连接在阀座5a中的阀板5b，通过调节阀板5b使其转动从而可调节阀门的开度，该阀板5b的其中一个端面上设置有两块配流板5c、另一端面上对称设置有两块配流板5c，配流板5c上开设有多个通孔5d，其中，配流板5c呈半圆形，配流板5c上设有两列通孔5d，通孔5d的数量为六个，每三个通孔5d在配流板5c上以等间距排成一列，通过按照一定的变化规律来设计上述配流板5c的尺寸大小、形状和位置，可获得所需要的、具有良好流量调节特性，使得阀板5d在调节的过程中，其阀门开度受到配流板5c及通孔5d的影响，进而可直接作用于对阀门流量调节大小的控制，使得风压大小与其阀门开度大小之间进一步趋于线性比例关系。

对于上述结构的蝶阀5，本实施例提供一组测试数据来验证其阀门开度与流量系数之间的比例关系，具体地，以水为流体介质进行模拟计算和实验研究来得到测试数据并将其制成如图3所示的线形比例图，鉴于水与空气在流体力学运动规律上的同一性，因此该测试数据具备参考价值。当流体流过管道内的控制阀阀体时，由于流体与阀体的摩擦造成能量损耗，压力和流速都将发生变化。当流体流经阀体时，压力由

降为

，根据流体力学连续性方程和伯努利方程可以推导出控制阀的压头损失计算公式：

=

（1）

式中ρ是流体密度，g是重力加速度，Δp是阀两端压差。

同时，由于动压是造成压头损失的原因，所以，

也可以表示为:

（2）

式中ζ是局部阻力系数，V为流速。

综合(1)、(2)式，可求得风速计算公式：

（3）

令

，用以表征阀体的流速特性，可称之为流速系数。

（4）

对控制阀而言，无论是局部阻力系数ζ，还是流速系数ψ都与阀门开度密切相关，事实上是阀门开度的函数：ψ=f(x)，x为开度。通过实验室测试平台，可对蝶阀不同开度下的流速、压差测量一系列数据，通过公式（4）求出阀门开度与流速系数之间的函数关系。最终得到的图3便是阀门开度x（0-100度）与阻力系数ζ之间的函数关系示意图，通过图3可以看出，该蝶阀的流量调节特性曲线具有较好的线性度，线性度越高，越有利于实现流量的精确控制，即使在大开度下也能实现对流量的线性调节。

另外需要说明的是，上述增加了配流板5c的蝶阀5无法单独应用到卷烟机直连的支管中，原因在于配流板5c上非常容易产生挂丝的现象，即烟丝非常容易挂在配流板5c的通孔5d上，一旦发生挂丝现象，就会导致一定程度的阻塞，进而严重影响该蝶阀5的线性度及调节精度，在本发明涉及的立式烟丝回收与风压调节一体化装置中，由于装置前段先将烟丝从气流中分离了出来，从而避免了配流板5c挂丝的问题，保障了蝶阀5的线性度和调节精度。

另外，本实施例还提供一种包含上述立式烟丝回收与风压调节一体化装置的卷接机组工艺风力与除尘系统，如图4所示，其包括用于连接卷烟机的第一支管8以及用于连接接装机的第二支管9，第二支管9上安装有用于调节其管内风压的接装机蝶阀9a，第一支管8上连接有所述立式烟丝回收与风压调节一体化装置，第一支管8与第二支管9连接至总管11，总管11的末端依次连接有除尘装置12和负压风机13。

需要说明的是，本申请对于上述第二支管9上安装的接装机蝶阀9a未作改进，接装机蝶阀9a可以选择现有的普通结构的蝶阀。由于气锁阀7属于现有技术中常见的料气分离阀，本申请的发明点并不在于此，故不对其结构作具体描述。另外，还可以在气锁阀7的出口处连接一根与卷烟机的送丝管连通的排料管10，方便将收集到的烟丝送回卷烟机中继续利用。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (7)

1.立式烟丝回收与风压调节一体化装置，其特征在于：包括收集筒（1），所述收集筒（1）中同轴安装有用于连接卷烟机风力支管的进气管（2）和排气管（3），所述进气管（2）位于排气管（3）的下方，所述进气管（2）内沿其轴线方向设置有螺旋形的导流板（2a），所述进气管（2）与排气管（3）之间的间距大小足够供烟丝从进气管（2）的顶端排出后在离心力作用下甩向收集筒（1）的内壁，所述排气管（3）的外壁面与收集筒（2）的内壁面之间环形设置有用于阻挡烟丝往上移动的挡料板（4），所述排气管（3）内设有用于调节风压大小的蝶阀（5），所述进气管（2）的外壁面与收集筒（2）的内壁面之间环形设置有用于收集烟丝的集料斗（6），所述集料斗（6）的底端连接有用于卸料的气锁阀（7）。

2.根据权利要求1所述的立式烟丝回收与风压调节一体化装置，其特征在于：所述集料斗（6）的顶端位于进气管（2）的左侧且与进气管（2）的顶端齐平，所述集料斗（6）的上沿朝进气管（2）的右侧向下倾斜设置，所述集料斗（6）的底端位于进气管（2）的右侧。

3.根据权利要求2所述的立式烟丝回收与风压调节一体化装置，其特征在于：所述挡料板（4）的内沿连接排气管（3）的底端，所述挡料板（4）的外沿向上倾斜至抵接于收集筒（2）的内壁面。

4.根据权利要求3所述的立式烟丝回收与风压调节一体化装置，其特征在于：所述蝶阀（5）包括阀座（5a）以及连接在阀座（5a）中的阀板（5b），所述阀板（5b）的其中一个端面上设置有两块配流板（5c）、另一端面上对称设置有两块配流板（5c），所述配流板（5c）上开设有多个通孔（5d）。

5.根据权利要求4所述的立式烟丝回收与风压调节一体化装置，其特征在于：所述配流板（5c）呈半圆形，所述配流板（5c）上设有两列通孔（5d），所述通孔（5d）的数量为六个，每三个通孔（5d）在配流板（5c）上以等间距排成一列。

6.一种包含权利要求3-5中任一项所述的立式烟丝回收与风压调节一体化装置的卷接机组工艺风力与除尘系统，包括用于连接卷烟机的第一支管（8）以及用于连接接装机的第二支管（9），所述第二支管（9）上安装有用于调节其管内风压的接装机蝶阀（9a），其特征在于：所述第一支管（8）上连接有所述立式烟丝回收与风压调节一体化装置，所述第一支管（8）与第二支管（9）连接至一根总管（11），所述总管（11）的末端依次连接有除尘装置（12）和负压风机（13）。

7.根据权利要求6所述的卷接机组工艺风力与除尘系统，其特征在于：所述气锁阀（7）连接有一根与卷烟机的送丝管连通的排料管（10）。

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