CN201382860Y - 一种烟丝气力输送试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种烟丝气力输送试验装置，它包括依次相连的喂料机构、圆形输送管道、矩形输送管道、气料分离器，整个系统由离心风机提供输送动力，其特征在于：矩形输送管道的上顶板为上下可平行移动结构，整个输送管道为便于观察及测试的透明结构，在矩形输送管道段设有摄像机，沿输送管道方向布置有多个系统测压点。本实用新型的优点在于：1.输送管道部分由透明材料加工而成，方便观察及测试。2.喂料装置通过电子皮带秤来实现，可实现对所加物料的准确计量。3.输送管道的矩形管部分顶端可上下移动，以达到管道变径效果，可实现对不同管径下气力输送过程的研究。4.试验装置小巧，试验物料量小，且各部分拆卸方便，同时也可方便有关测试仪器的安装。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种烟丝输送设备，具体是一种烟丝气力输送试验装置，该装置可用于烟丝在气力输送过程中安全操作气速的测定、系统压力损失研究、烟丝造碎程度分析及输送过程气固两相流动特性研究等。
背景技术
随着卷烟生产连续化的要求，气力输送系统已成为国内外卷烟生产线不可缺少的重要设备。实践证明，气力输送系统具有布置灵活、管理方便、适用于各种距离的水平、垂直和曲线输送等特点，同时在输送过程中还能达到松散、除杂、脱水、冷却、除尘等工艺目的。但在设计不合理或使用不当时，会引起烟丝在输送中产生分层、过度造碎等问题，增加了烟丝的不均匀风险和降低产品质量，且较之其他送丝方式，气力输送系统动力消耗大，一般为提升机的2-4倍，为带式输送机的15-40倍(如烟丝的气力输送为小车送丝的1.5-2.5倍左右)，对于短距离的输送其动力消耗更大。关于解决烟丝造碎问题，中国专利申请200710019788.0、200710019789.5及200710019789.6将气力输送系统中弯管部分采用变截面形式，变截面弯管呈自下而上逐步张大的喇叭状，这样可以减小烟草物料在弯管处的造碎，且该专利申请同时提出了新型的烟草气料分离设备，通过采用该分离设备可减少烟草物料在气料分离环节的造碎。专利申请200610011080.6采用气力输送系统吸丝管与喂丝单元一一对应的供料模式以降低烟丝造碎，毛俊伟等为解决传统气力输送系统的烟丝造碎、分层等问题，研究开发了水平侧吸式烟丝气力输送系统。但以上专利申请及研究存在以下未被解决的问题：上述技术从设备及操作方式上提出了降低烟草物料在气力输送过程中造碎程度的方法，不能在设计该气力输送系统时对烟丝造碎、输送管路中的压力损失和在输送过程中物料产生分层现象的原因做定量描述，以及对其进行优化控制和有效操作。由于缺乏定量描述，在实际生产过程研究和掌握气力输送设备基础设计参数等也具有较大的难度，例如，输送烟丝发生变化时，如何对其造碎、压力损失和分层问题提出优化操作，需要现场实验确定，这就对生产过程造成影响，而且实际生产设备为不透明材料不便观察研究等。鉴于上述技术中存在的问题及对烟丝风力输送的定量描述的需要，能否设计出一种实用的测试装置，正是本案发明人所关注的问题。
发明内容
本实用新型的目的正是基于实际生产过程中所存在的问题而专门设计的一种烟丝气力输送试验装置，本装置结构简单合理，可用于烟丝在气力输送过程中烟丝安全操作气速的测定、系统压力损失研究、烟丝造碎研究及输送过程气固两相流动特性的研究等。同时，结合其他相关测试技术，可用于测试烟丝运动、气体流动、烟丝相互碰撞接触、团聚等相关的技术基础性数据。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：本实用新型的烟丝气力输送试验装置包括依次相连的喂料机构、带有转弯弯头的圆形输送管道、矩形输送管道、气料分离器，整个系统由离心风机提供输送动力，其中：矩形输送管道的上顶板为上下可平行移动结构以达到管道变径效果，整个输送管道为便于观察及测试的透明结构，在矩形输送管道段设有摄像机，沿输送管道设置有多个系统测压点，可实现输送管道中多点压力的实时数据采集。
在本实用新型中，喂料机构为电子皮带秤，可准确称量试验物料量；所述离心风机上带有可调节风量大小的变频器，可对风量进行预设。
矩形输送管道的上顶板可通过滑动配合方式固定在矩形输送管道两侧壁某一高度位置，从而实现变径的目的。
本实用新型试验装置的主体结构主要包括气源、喂料装置、输送管道、气料分离器、高速摄像机、在线压差测试装置等部分组成。气源由离心风机提供，风量大小可通过变频器的调节，最大风量为1700m3/h。喂料装置通过电子皮带秤来实现，计量范围为0-30kg，可实现均匀定量喂料；输送管道总长为19m，管线有三段水平管和两个弯头组成，主要包括圆形管道及矩形管道两部分；为了便于观察烟丝在气力输送过程中的运动状态及研究输送管道中气固两相的运动特性，各部分管道均采用透明的有机玻璃材料，其中矩形管道部分顶端可上下移动，以达到管道变径效果，可用于研究不同管径对气力输送过程的影响；气料分离器根据现行烟草企业中气料分离装置的原理，加上出料气锁来实现气料分离；试验装置还可包括TSI公司HS-650高速摄影机一台，拍摄图像分辨率1280×1024，最高拍摄速率1000帧/秒，可用于拍摄烟丝在管道中的运动图像，通过对拍摄图像的分析可得到烟丝的运动速度及烟丝相互间碰撞接触、团聚等基础数据；另外试验装置还包括测压装置，压力测量采用多台压差变送器，信号传入工控机后实现对输送管道中多点压力的实时数据采集，采集速率为1个/s。
本试验装置的基本工作原理是：通过变频风机调节试验风量，电子皮带秤计量试验物料量，定量的烟丝受一定风量的气流作用实现不同工况的气力输送。
本试验装置的主要操作过程为：首先开启风机并调至预设风量，调好各测试仪器。然后向电子皮带秤上平铺一定量的烟丝。当系统稳定并达到测试要求时就可开始相关测试。
本实用新型的测试对象及测试方法如下：
1.烟丝在水平管气力输送过程中的安全操作气速
在矩形管道底部平铺长约100cm、厚为管径一半的烟丝层，试验时以固定的空气流量通过管道，气流即带走烟丝层顶部的烟丝，烟丝层逐步被冲蚀。同时随着管上部自由截面的扩大，经过烟丝层上部的气速减缓，气流带走烟丝的能力也逐渐减小。此现象连续进行直到最后自动达到平衡，即余下的烟丝层不再受冲蚀，利用热线风速仪测试烟丝层上方的气体流速，即可得烟丝在水平管气力输送过程中的安全操作气速。
2.烟丝在水平管气力输送过程中的系统压力损失
压力损失是气力输送系统的重要设计参数，其结果直接影响到输送装置设计的优劣、投资、生产费用及风机等附属设备的选用。就管道气力输送而言，要想使物料在气流作用下以悬浮或栓状流稳定地流动，就必须克服输送过程中产生的各种压力损失。本实用新型系统压力损失的具体测试方法为通过安装在管道各部分的测压孔道，利用压差变送器进行在线测量，压差信号传入工控机后实现对输送管道中多点压力的实时数据采集。
3.烟丝在水平管气力输送过程中的造碎
烟丝造碎是应用气力输送系统存在的最大问题，本实用新型的试验装置可以研究不同管道特性、输送气速、料气比等条件对烟丝造碎程度的影响，具体测试方法为通过对比不同条件下输送前后烟丝结构的变化来获得烟丝造碎程度的数据。
通过多次对叶丝、梗丝等物料的测试试验，设备工作正常，没有出现任何异常现象，充分说明利用本实用新型的试验装置可开展烟丝气力输送的有关研究。
本实用新型的试验装置具有如下优点：
1.输送管道部分由透明的有机玻璃材料加工而成，方便观察及测试。
2.喂料装置通过电子皮带秤来实现，可实现对所加物料的准确计量。
3.输送管道的矩形管部分顶端可上下移动，以达到管道变径效果，可实现对不同管径下气力输送过程的研究。
4.试验装置小巧，试验物料量小，且各部分拆卸方便，同时也可方便有关测试仪器的安装。
附图说明
图1为本实用新型示意图。
图中：1电子皮带秤，2转弯弯头，3圆形输送管道，4矩形输送管道，5摄像机，6气料分离器，7离心风机，P1-P8系统测压点。
图2为空床系统绝对压力与风机风量的关系
图3为烤烟烟丝在相同风机风量下系统绝对压力与料气比的关系
图4烤烟烟丝在直管中总压降与输送气体流速的关系
具体实施方式
本实用新型以下结合附图做进一步描述：
如图1所示：本实用新型的烟丝气力输送试验装置包括依次相连的喂料机构(即电子皮带秤1)、带有转弯接头2的圆形输送管道3、矩形输送管道4、气料分离器6，整个系统由带有变频器的离心风机7提供输送动力，其中：矩形输送管道4的上顶板可通过滑动配合方式固定在矩形输送管道两侧壁某一高度位置，实现管道变径，整个输送管道为便于观察及测试的透明结构，在矩形输送管道段设有摄像机5，沿输送管道布置有多个系统测压点P1-P8，可实现输送管道中多点压力的实时数据采集。
操作实例：气力输送系统压降的测定
样品为国内某烤烟烟丝
通过安装在图1所示的测压点孔道进行系统压力损失的测量，压力信号采集频率为1个/s。实测数据及系统压降与输送风量、料气比的关系如图2-图4所示。结果显示，负压气力输送系统绝对随输送风量、料气比的增加而减小，系统压降随气体流速及输送料气比的增加而增加。
Claims (4)
1、一种烟丝气力输送试验装置，它包括依次相连的喂料机构、带有转弯弯头(2)的圆形输送管道(3)、矩形输送管道(4)、气料分离器(6)，整个系统由离心风机(7)提供输送动力，其特征在于：矩形输送管道(4)的上顶板为上下可平行移动结构，整个输送管道为便于观察及测试的透明结构，在矩形输送管道段设有摄像机(5)，沿输送管道设置有多个系统测压点P。
2、根据权利要求1所述的烟丝气力输送试验装置，其特征在于：喂料机构为电子皮带秤(1)。
3、根据权利要求1所述的烟丝气力输送试验装置，其特征在于：离心风机(7)上带有可调节风量大小的变频器。
4、根据权利要求1所述的烟丝气力输送试验装置，其特征在于：矩形输送管道(4)的上顶板可通过滑动配合方式固定在矩形输送管道两侧壁某一高度位置。
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|---|---|---|---|---|
| CN109855706A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-06-07 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种负压气力输送实验装置及实验方法 |
| CN111707316A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-09-25 | 南京大树智能科技股份有限公司 | 柔性风力送丝测试设备和风力送丝的参数摸底方法 |
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2009
- 2009-04-19 CN CN200920089690U patent/CN201382860Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN109855706B (zh) * | 2018-12-20 | 2024-03-29 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种负压气力输送实验装置及实验方法 |
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