CN204540796U - 一种可回收介质的烟丝膨胀设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可回收介质的烟丝膨胀设备，包括膨胀室，设置在膨胀室内的加热机构和穿过所述加热机构的传输送料机构，其特征在于，所述膨胀室上设置有排气口，所述排气口与一负压装置通过排气管连接，所述负压装置出口通过二次介质回收管与介质贮罐连接。本实用新型在引入负压设备，并浸渍后烟丝膨胀设备进行无缝密封连接，对浸渍后烟丝在膨胀设备中蒸发的气态介质进行压缩回收，使得使气态介质在较高温度下液化回到介质贮罐，大大降低了烟丝中浸渍的介质汽化造成的浪费。

Description

一种可回收介质的烟丝膨胀设备

技术领域

本实用新型涉及一种烟丝膨胀设备，尤其是一种可回收介质的烟丝膨胀设备。

背景技术

烟丝膨胀技术一直是烟草行业的重要研究领域之一。由于膨胀烟丝技术具有明显的经济效益和社会效益，烟草行业对此项技术极为重视，使之得到迅速推广应用。本实用新型针对一种新型环保型烟丝膨胀设备，本设备利用膨胀介质(以下简称“介质”)的物理特性，在一定的温度、压力、时间等综合工艺条件下，对烟丝进行浸渍，使膨胀介质浸入烟丝细胞中，浸渍后的烟丝经过密闭系统输送到微波膨胀器，在微波谐振腔中烟丝中的水分子急剧摩擦、碰撞产生的热量促使烟丝中的膨胀剂蒸发，推动烟丝细胞壁向外扩张，从而使烟丝膨胀。

本设备所采用的膨胀介质为自主研发的KC-2A环保膨胀介质，其臭氧消耗潜能值(ODP)为零，介质的渗透性、相容性、稳定性和安全性好，所膨胀的烟丝具有填充值较高、整丝率较高、感官质量较佳等物理特性和较好的配伍性，能满足烟丝膨胀工艺的需要，符合国家烟草产业长远发展要求。

但该膨胀介质沸点低，沸点15°左右常温环境下极易挥发，且由于介质的成本较高，使得介质的损耗占到运行成本的80％左右，限制了设备的运行和市场推广。

因此，本实用新型采考虑用负压压缩回收法，对烟丝浸渍出罐后的工序中汽化的介质进行回收，降低生产过程中介质的损耗，降低生产成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提供一种对浸渍烟丝在膨胀设备中汽化的介质进行回收的一种烟丝膨胀设备，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种可回收介质的烟丝膨胀设备，包括膨胀室，设置在膨胀室内的加热机构和穿过所述加热机构的传输送料机构，其特征在于，所述膨胀室上设置有排气口，所 述排气口与一负压装置通过排气管连接，所述负压装置出口通过二次介质回收管与介质贮罐连接。

所述负压设备为一真空压缩机，所述二次介质回收管上设置有冷凝器。

所述二次介质回收管位于冷凝器与介质贮罐之间的部分设置有带压介质贮罐。

所述膨胀室入口和出口设置有旋转阀，所述膨胀室入口与旋转阀无缝密封连接，所述膨胀室出口与旋转阀无缝密封连接。

所述加热机构包括设置在膨胀室内的微波加热腔室，所述传输送料机构为一穿过所述微波加热腔室的传送皮带。

所述微波加热腔室上设置有微波辐射口，所述微波辐射口通过微波输送管与微波源连接，所述微波源设置在所述膨胀室外部。

所述微波源的频率为915MHz。

所述微波加热腔室出、入口连接有覆盖所述传送皮带微波抑制器。

所述传输皮带靠近膨胀室入口的一端设置有均料器。

所述膨胀室上设置有观察窗和照明灯，所述微波加热腔室上设置有操作窗。

采用上述技术方案后，实现了浸渍后烟丝在膨胀设备汽化介质的回收循环使用，大大降低了膨胀介质的使用损耗，成功解决了介质损耗大的问题。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1是本实用新型一种可回收介质的烟丝膨胀设备示意图

图2是本实用新型膨胀设备部主视图

图3是本实用新型膨胀设备部左视图

排气管1，真空压缩机2，烟丝膨胀设备3，冷凝器4，带压介质贮罐5，二次介质回收管6，介质贮罐7，旋转阀11，膨胀室310，观察窗311，照明灯312，微波加热腔室321，微波辐射口322，微波输送管323，微波源324，操作窗325，传送皮带330，均料器331，排气口301，膨胀室入口302，膨胀室出口303。

具体实施方式

现有技术中烟丝烟丝浸渍完成后，在微波膨胀设备中沾在烟丝表面的介质和浸 渍在烟丝内部的介质会全部蒸发汽化，这些介质汽化后全部流失进入空气。造成介质的大量浪费，膨胀介质用量大大增加，膨胀介质价格不菲，烟丝生产的成本大大提高造成巨大压力。

如图2所示，本实用新型考虑在浸渍烟丝的膨胀段对汽化的介质气体进行回收，在膨胀设备300(须和膨胀设备进行密闭)上增设排气管1和负压装置进行抽气。具体方式是，一种可回收介质的烟丝膨胀设备，包括膨胀室310，设置在膨膨胀室310的加热机构和穿过所述加热机构的传输送料机构，其特征在于，所述膨胀室上设置有排气口，所述排气口与一负压装置通过排气管连接，所述负压装置出口通过二次介质回收管与介质贮罐连接。

具体的，所述负压设备为一真空压缩机2，其目的在于产生负压并对抽出的气态介质进行压缩处理，促使气态介质在较高温度下凝结为液态介质。

具体的，在真空压缩机2出口连接的二次介质回收管6上设置有冷凝器4。其目的在于，经过压缩机压缩后的气态介质部分凝结为液态但还存在部分气态介质，对其进行冷凝处理，具体的冷凝器4采用水冷，水温在10-15°，因为真空压缩机2提供的压力，因此不需要很低的温度就可以将全部介质凝结为液态，但此时的液态介质中还混有部分不凝气体和凝结水须进一步处理。

具体的，在所述二次介质回收管6位于冷凝器4与介质贮罐7之间的部分设置有带压介质贮罐5。其目的在于，由于经过冷凝后的液态介质中混有不凝气体和凝结水，将冷凝后液态介质在带压介质贮罐5内静置分层，液态介质在下层，凝结水在中层，不凝气体在上层，排出凝结水和不凝气体，得到提纯后的液态介质。液态介质经过二次介质回收管6送至介质贮罐7循环使用。

所述膨胀室入口和出口设置有旋转阀，所述膨胀室入口与旋转阀无缝密封连接，所述膨胀室出口与旋转阀无缝密封连接。

为了实现更好的气态介质回收效果，使气态介质回收过程尽可能少的掺杂空气和杂质，需要对烟丝膨胀设备3进行优化设置。

具体的，所述烟丝膨胀设备3包括膨胀室310，设置在膨胀室310内的传输送料机构和加热机构，所述膨胀室出口303设置有旋转阀11，所述膨胀室310上设置有排气口301，所述排气口301与排气管1连接。其目的在于，设置膨胀室310建立一个独立空间，对膨胀室310进出口采用密封阀无缝连接密封，实现烟丝膨胀设备3 的密封。将传输送料机构和加热机构至于膨胀室310内，传输送料机构输送烟丝经过加热机构加热，介质汽化在膨胀室310内收集，并通过膨胀室310上的排气口301回收。

进一步的，所述膨胀室310入口与旋转阀11无缝密封连接，所述膨胀室出口303与旋转阀11无缝密封连接。根据上述设置，对膨胀室310进、出口采用无缝密封连接，烟丝膨胀设备3实现了密封，从而防止了空气进入，同时防止介质的流失。

所述加热机构包括设置在膨胀室310内的微波加热腔室321，所述微波加热腔室321上设置有微波辐射口322，所述微波辐射322口通过微波输送管323与微波源324连接，所述传输送料机构为一穿过所述微波加热腔室321的传送皮带330。所述传送皮带330一端延伸至膨胀室入口302下方，浸渍烟丝从输送设备经过旋转阀11落在传送皮带330上，传送皮带载着浸渍烟丝经过微波加热腔室321，传送皮带330另一端延伸至膨胀室出口303上方，将烟丝送出膨胀室310。

本实用新型所采用的加热机构为微波加热，本实用新型微波加热机构采用的单管大功率微波磁控管作为微波源324，所述微波源的频率为915MHz。

具体为单管功率达到20Kw，频率915MHz。而现有技术中采用小功率微波磁控管只有0.75Kw，波长2450MHz。微波加热腔室321需要设置多个微波单元，给安装维修带来很多不便，并且均匀性也不佳。

915MHz对比2450MHz微波源优点：穿透力更强，相比2450MHz提高至3倍；单管大功率，管子用量少，维护更简单；转换效能更高>80％,2450MHz只有50％～60％，转换能提高20％。

本实用新型中采用单管大功率微波源324，减少了微波源324数量，并且在微波加热腔室321上设置各种不同角度的微波辐射口322，使得微波在腔室内均匀分布，加热效果良好，微波源324设置在膨胀室310外部，维修方便。

所述微波加热腔室321出、入口连接有覆盖所述传送皮带微波抑制器。

设置微波抑制器的目的在于防止微波从微波加热腔室321出入口辐射到外界，微波抑制器采用微波吸收材料制成，可以吸收并阻挡微波，避免对人员造成伤害。

所述传输皮带靠近膨胀室入口的一端设置有均料器331。

设置均料器331可以将烟丝不平的烟丝铺平，使得烟丝厚度均匀，保证受热膨胀效果。

所述膨胀室上设置有观察窗和照明灯，所述微波加热腔室321上设置有操作窗。

本实用新型中采用单管大功率微波源324，减少了微波源324数量，并且在微波加热腔室321上设置各种不同角度的微波辐射口322，使得微波在腔室内均匀分布，加热效果良好，微波源324设置在膨胀室310外部，维修方便。

具体实施例：

关于真空压缩机2压缩功率的选择，需要考虑介质损耗的主要原因。烟丝膨胀介质的损耗与进入系统的空气量及介质本身的饱和蒸汽压有关。

为了计算在压缩工艺过程中的介质损耗量，需要先确定进入系统密闭空间的空气量。空气许可量的计算有两种情况，一种是在系统工作多个循环后，单个工作循环内进入密闭系统的空气量；另一种是在系统第一个工作循环内进入冷密闭统的空气量。前一种情况的计算值较小，保守起见，按后一种情况计算：

可进入密闭系统的空气量有两部分：

(1)系统密闭空间经引射抽空后残留的空气。密闭设备总空间按50m3计，则根据20kPa的抽空压力估算，气量为50×0.2×1.205＝12.05kg。

(2)从密闭设备的静密封和动密封处漏入设备的空气。根据《化工工艺设计手册－上册》的表19－38给出了真空系统容积与泄漏量的经验关系，如下表：

      

根据该表，密闭设备总空间为50m3，对应的空气泄漏量约为5～10kg/h，考虑连接段和管道的泄漏，在1h的工作循环内总漏量按7.95kg计。对于单批次膨胀烟丝来说，空气总量估计为12.05+7.95＝20kg。

冷凝温度按14℃计算，对应介质的饱和蒸汽压为98kPa，即介质的分压为：。介质排放量根据空气总量、饱和蒸汽压和压缩压力计算，设压缩压力为，则空气分压为：，由于介质汽的范德华常数和维里系数难以获得，但在压力不高的情况下，按理想气体进行计算，误差是有限的，因此，根据理想气体状态方程得到：

      

      

      

压缩压力0.7MPa(700kPa)

排放气中的介质量为

压缩压力1.0MPa(1000kPa)

排放气中的介质量为

压缩压力1.5MPa(1500kPa)

排放气中的介质量为

从上述计算结果可知，当压缩压力为0.7MPa时，对单批次生产的300kg膨胀烟丝，介质损耗量为15.04kg，相对原来的112kg，介质耗量百分比由37.2％下降到5.0％，效果十分显著，若压缩压力再提高，则介质损耗量会更低。但考虑真空压缩机2性能和设备经济性，将压缩力设为0.7MPa比较合理。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种可回收介质的烟丝膨胀设备，包括膨胀室，设置在膨胀室内的加热机构和穿过所述加热机构的传输送料机构，其特征在于，所述膨胀室上设置有排气口，所述排气口与一负压装置通过排气管连接，所述负压装置出口通过二次介质回收管与介质贮罐连接。

2.根据权利要求1所述一种可回收介质的烟丝膨胀设备，其特征在于，所述负压设备为一真空压缩机，所述二次介质回收管上设置有冷凝器。

3.根据权利要求2所述一种可回收介质的烟丝膨胀设备，其特征在于，所述二次介质回收管位于冷凝器与介质贮罐之间的部分设置有带压介质贮罐。

4.根据权利要求1所述一种可回收介质的烟丝膨胀设备，其特征在于，所述膨胀室入口和出口设置有旋转阀，所述膨胀室入口与旋转阀无缝密封连接，所述膨胀室出口与旋转阀无缝密封连接。

5.根据权利要求1所述一种可回收介质的烟丝膨胀设备，其特征在于，所述加热机构包括设置在膨胀室内的微波加热腔室，所述传输送料机构为一穿过所述微波加热腔室的传送皮带。

6.根据权利要求5所述一种可回收介质的烟丝膨胀设备，其特征在于，所述微波加热腔室上设置有微波辐射口，所述微波辐射口通过微波输送管与微波源连接，所述微波源设置在所述膨胀室外部。

7.根据权利要求6所述一种可回收介质的烟丝膨胀设备，其特征在于，所述微波源的频率为915MHz。

8.根据权利要求5所述一种可回收介质的烟丝膨胀设备，其特征在于，所述微波加热腔室出、入口连接有覆盖所述传送皮带微波抑制器。

9.根据权利要求5所述一种可回收介质的烟丝膨胀设备，其特征在于，所述传输皮带靠近膨胀室入口的一端设置有均料器。

10.根据权利要求5所述一种可回收介质的烟丝膨胀设备，其特征在于，所述膨胀室上设置有观察窗和照明灯，所述微波加热腔室上设置有操作窗。