CN209878045U - 一种超声波滤棒中线胶检测的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计一种超声波滤棒中线胶检测的装置，属于卷烟滤棒生产设备技术领域，包括超声波流量计、中继放大器、控制器、通信模块、PLC控制器，所述的超声波流量计安装于成型机的供胶管上，超声波流量计输出端与中继放大器连接，将供胶管内部流量信息传输给中继放大器后的控制器，控制器输出端与通信模块连接，通信模块与PLC控制器连接，控制器通过通信模块将处理后的流量信息传输给PLC控制器。本实用新型能解决成型机滤棒生产中由于胶枪胶嘴或喷嘴、胶液输送管路堵塞，胶嘴控制电磁阀损坏，供胶计量泵卡阻，计量泵传动齿形带掉齿、脱落等原因所导致的成型机在线生产过程中滤棒内胶胶线残缺、缺失、粘接不牢的质量事故隐患。

Description

一种超声波滤棒中线胶检测的装置

技术领域

本实用新型属于卷烟滤棒生产设备技术领域，更具体的说涉及一种超声波滤棒中线胶检测的装置。

背景技术

滤棒中线胶（别称：内胶线、中胶线等）在滤棒生产工艺中主要起到成形纸和醋酸纤维丝束的粘接作用，胶枪对成形纸进行中线胶涂胶量的稳定性、连续性，直接关联滤棒中线胶粘连质量合格与否；如果滤棒中线胶残缺、缺失或滤棒中线胶粘接不牢等，将直接导致卷烟产品过滤嘴中滤棒芯移动或脱落卷烟质量事件发生；由于滤棒中线胶处于成形纸与醋酸纤维丝束中间，滤棒外表无法识别中线胶涂胶质量，生产中一旦出现中线胶质量事故，只能进行滤棒批量报废处理，浪费极大。而滤棒生产过程中就只能依靠操作人员频繁用肉眼观察中线胶胶枪在成形纸上的涂胶痕迹有无，来识别判断，可靠性差、劳动强度大，滤棒中线胶质量事件不可避免反复发生。

针对滤棒中线胶质量隐患问题，市场上曾先后出现过成形纸中线胶涂胶痕迹视觉在线检测、成形纸中线胶喷胶后电容式水分检测的技术运用，但由于成型机中线胶涂胶工艺环节纸粉灰尘大，生产速度高，成形纸辅料水分不稳定，中线胶涂胶胶线细、薄（每米滤棒成形纸涂胶量约14-20mg胶液）等因素，上述两种检测方法存在检测效果差，中线胶质量缺陷识别率低，误报率高而导致成型机停机频次高，误剔除滤棒消耗高等问题，均先后被市场淘汰或弃用；

截止今天，国内外市场上仍无成熟的、性能稳定性好、检测识别精准性高的滤棒中线胶在线检测产品的成熟运用；包括全球著名的成型机设备制造巨头--德国HAUNI公司，其最新成型机设备的滤棒中线胶检测技术也仍还停留在对涂胶后的成形纸进行水分检测的方式，无突破性的技术解决方案。

综上所述种种问题的存在，现急需要研究一种方式来进行优化完善。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种超声波滤棒中线胶检测方法，通过在成型机滤棒中线胶施胶胶枪的塑胶管或金属管供胶管路的管壁外侧，夹钳式安装超声波流量传感器，以非接触胶液的超声波检测方式，实现对滤棒中线胶胶枪连接的胶管内的胶液流量的在线瞬时流量采集与监控，监控生产过程中成形纸胶枪涂胶量的细微变化的高精度测量，并自动跟随成型机实时生产速度所匹配的胶枪涂胶量进行控制策略实现，并联机成型机设备发出缺陷滤棒跟踪剔除、预警或停机信号，有效解决成型机在线生产过程中滤棒内胶胶线残缺、缺失、粘接不牢质量事故发生。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：所述的超声波滤棒中线胶检测的装置包括用于中线胶检测的超声波流量计，用于对检测信号进行放大中继的中继放大器，用于处理检测信号的控制器，用于控制器与PLC通信的通信模块，将采集到的中线胶流量信号作为控制信号对成型机运行控制的PLC；

所述的超声波流量计安装于成型机的供胶管上，超声波流量计输出端与中继放大器连接，将供胶管内部流量信息传输给中继放大器后的控制器，控制器输出端与通信模块连接，通信模块与PLC控制器连接，控制器通过通信模块将处理后的流量信息传输给PLC控制器。

优选的，所述的超声波流量计安装于胶枪供胶的塑胶管或金属管供胶管路的管壁外侧；可测量胶管外径为ø2.7mm 至 ø14mm。

优选的，所述的超声波流量计两端通过锁紧螺母安装于供胶管管壁外侧。

优选的，所述的PLC剔除信号、报警信号输出端连接有继电器，PLC通过继电器输出剔除信号、报警信号；PLC输出端还设置有停机信号输出端，用于直接输出停机信号。

优选的，所述的PLC输入端连接有成型机速度信号采集端，用于采集成型机的实时速度，依据实时采集到的速度数据进行分析对比，跟随成型机生产速度所匹配的胶枪实时涂胶量和实际涂胶量进行线性差异比较。

优选的，所述的超声波滤棒中线胶检测的方法用于超声波滤棒中线胶检测的装置，其检测方法步骤如下：

步骤1. 成型机中线胶在线实际涂胶量瞬时流量采集；

步骤2. 成型机在线实时车速下预设中线胶涂胶量采集；

步骤3. 中线胶在线涂胶质量缺陷判断门槛；

步骤4. 关联成型机控制。

优先的，所述的步骤1成型机中线胶在线实际涂胶量的实时瞬时流量采集方法如下：

在中线胶施胶胶枪的塑胶管或金属管供胶管路的管壁外侧，夹钳式安装超声波流量传感器，以非接触胶液的超声波检测方式，完成对滤棒中线胶胶枪连接的胶管内胶液流量的实时在线瞬时流量采集；此非接触检测方式，可有效避免胶液对器件腐蚀、粘附，对检测器件检测精度造成影响及损坏器件。

优选的，所述的步骤2，具体方式如下：对成型机运行速度信号进行采集，按照成型机额定车速下预设的滤棒中线胶每分钟涂胶量，计算出实时车速下对应的中线实际涂胶量。

优选的，所述的步骤3，具体方式如下：依据滤棒中线胶质量标准，定制设定滤棒中线胶质量在线检测的停机、预警、剔除门槛值：将滤棒成形纸与滤棒芯粘接不良时的胶枪涂胶量，设定为停机门槛值；将滤棒成形纸与滤棒芯粘接良好但未达到牢固时胶枪的涂胶量，设定为预警门槛；将偶发性瞬时流量单脉冲变化胶量，设定为中线胶残缺滤棒剔除门槛值，依据涂胶质量判断门槛值，输出判断结果。

优先的，所述的步骤4通过检测装置对成型机进行控制关联方法如下：

当在线瞬时流量小于预警门槛值，检测装置发出声光报警信号，提醒操作人员检查胶枪喷嘴是否存在轻微堵塞；当在线瞬时流量小于停机门槛值，检测装置向成型机发出联机停机信号与报警信号，避免中线胶缺失的质量隐患滤棒流入成品；当在线瞬时流量出现“胶液气泡”信号，跟踪气泡点涂胶位置后，检测装置向成型机联机发出鼓轮滤棒剔除，剔除可能存在滤棒中线胶残缺的质量不合格滤棒。反复连续剔除则进行停机控制。

本实用新型有益效果：

本实用新型能解决成型机滤棒生产中由于胶枪胶嘴或喷嘴、胶液输送管路堵塞，胶嘴控制电磁阀损坏，供胶计量泵卡阻，计量泵传动齿形带掉齿、脱落，胶液气泡等原因而导致的滤棒中线胶残缺、缺失、粘接不好滤棒质量事故隐患，确保高品质滤棒生产，杜绝由于滤棒中线胶质量而引发卷烟产品过滤嘴中滤棒芯移动或脱落卷烟质量事件发生；同时降低由于中线胶质量问题而造成的大量滤棒浪费。

附图说明

图1：滤棒中线胶检测方法流程图；

图2：成型机中线胶接触式、非接触式涂胶在线流量采集；

图3： 超声波流量计夹钳式安装工艺图；

图4：超声波滤棒中线胶检测装置电气控制简图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例和附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属本实用新型保护范围。

如图1所示，滤棒中线胶检测方法流程，成型机生产运行后，滤棒中线胶胶枪涂胶程序起动；胶枪涂胶开始后，检测装置的超声波流量计开始实时对胶枪涂胶量的进行在线瞬时流量的采集，检测装置同时对成型机车速与设定中线胶涂胶量的采集。检测装置依据实时采集到的数据进行分析对比，与自动跟随成型机生产速度所匹配的胶枪实时涂胶量和实际涂胶量进行线性差异比较，完成对中线胶涂胶质量的判断，对成型机生产过程中滤棒中线胶涂胶或喷胶潜在的质量隐患进行控制策略实现：当胶枪涂胶瞬时流量小于设定施胶量的停机门槛值，进行联机停机控制；当胶枪涂胶瞬时流量小于设定施胶量预警门槛值，进行预警声光报警提醒；当瞬时流量单脉冲变化（胶液中的气泡），程序将自动跟踪胶液气泡（中线胶残缺），最终对中线胶残缺滤棒进行联机跟踪剔除，如反复连续剔除则进行停机控制。解决成型机在线生产过程中滤棒中线胶残缺、缺失质量事故隐患的同时，消除卷烟生产中由于滤棒中线胶质量而导致卷烟过滤嘴中滤棒芯移动或脱落卷烟质量事故隐患；同时能够降低由于中线胶质量问题而造成的大量滤棒浪费。

如图2所示，成型机中线胶接触式、非接触式涂胶在线流量采集。成型机生产启动后，胶枪上胶电磁阀打开，计量泵电机运行，计量泵电机速度同步跟随主机速度，驱动齿形带运行，齿形带驱动计量泵运行，胶液从储胶罐经计量泵，计量输送至胶管，经胶枪涂抹（或喷涂）到运行的成形纸上，形成两条（或螺旋状）连续的中线胶胶线；同时，超声波流量计在胶管壁外侧完成对胶枪涂胶量的瞬时流量采集，并将其作为成型机滤棒生产中由于胶枪胶嘴或喷嘴、胶液输送管路堵塞，电磁阀损坏，供胶计量泵卡阻，计量泵传动齿形带掉齿、脱落，胶液气泡等原因而导致的滤棒中线胶粘接不好、缺失、残缺等中线胶质量数据分析的关键依据。

如图3所示，超声波流量计夹钳式安装方式。超声波传感器将胶管包裹在超声波流量计中心位置，通过锁紧套将胶管与超声波流量计夹钳式安装在供胶管路外壁上。以非接触胶液的超声波检测方式，完成对滤棒中线胶胶枪涂胶实时在线瞬时流量采集。由于超声波流量计安装在胶液输送管外壁，可彻底避免胶液对检测器件腐蚀、粘附，确保检测器件测量精度与长期运行稳定性、可靠性。

如图4所示：超声波滤棒中线胶检测装置电气控制，检测装置包含了PLC控制器，超声波流量计，中间放大器，流量计控制器，通讯模块，继电器，人机界面等组成；

PLC主要通过对成型机生产过程中胶枪涂胶供给管内胶液流量的在线采集，成型机中线胶涂胶设定量、成型机实时生产速度采集。并依据实时采集到的数据进行分析对比，自动跟随成型机生产速度所匹配的胶枪实时涂胶量和实际涂胶量进行线性差异比较，对生产过程中滤棒成形纸中线胶涂胶或喷胶潜在的质量隐患进行控制策略实现：依据控制系统设定的中线胶涂胶量停机门槛、预警门槛及胶液气泡跟踪剔除门槛，判断滤棒中线胶在线生产过程中是否出现滤棒中线胶中断、粘接不牢及中线胶残缺质量隐患，输出I/O检测结果信号，同时，联机成型机设备实现缺陷滤棒跟踪剔除、预警或停机控制，消除成型机生产过程中滤棒内胶胶线缺失、粘接不牢、残缺的质量事故隐患。

本实用新型工作原理：本实用新型提供了一种实现对成型机滤棒中线胶涂胶流量实时在线瞬时流量的采集，监控生产过程中成形纸胶枪涂胶量的细微变化的高精度测量，并通过实时自动跟随成型机生产速度所匹配的胶枪涂胶量进行实际涂胶量的线性差异比较，对生产过程中滤棒中线胶涂胶或喷胶潜在的质量隐患进行控制策略实现：对胶枪涂胶瞬时流量小于设定施胶量的停机门槛值，进行联机停机控制；对胶枪涂胶瞬时流量小于设定施胶量预警门槛值，进行预警声光报警提醒；对偶发性瞬时流量单脉冲变化（胶液中的气泡），进行中线胶残缺滤棒联机跟踪剔除控制，如反复连续剔除则进行停机控制。

以此有效解决成型机滤棒生产中由于胶枪胶嘴或喷嘴、胶液输送管路堵塞，电磁阀损坏，供胶计量泵卡阻，计量泵传动齿形带掉齿、脱落，胶液气泡等原因而导致的滤棒中线胶质量事故隐患，确保高品质滤棒生产。杜绝成型机在线生产过程中滤棒内胶胶线残缺、缺失质量事故发生，杜绝由于滤棒中线胶质量而引发卷烟产品过滤嘴中滤棒芯移动或脱落卷烟质量事件发生；同时降低由于中线胶质量问题而造成的大量滤棒浪费。

目前国内外市场均为空白，技术方法具有前沿性与前瞻性，且市场需求量大。在开创成型机中线胶在线检测技术创新工艺的同时，将对国内外成型机滤棒生产在线滤棒中线胶检测技术发挥引领作用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但并非是对本实用新型的限制，本领域技术人员根据本实用新型的基本思想，可以修改和改进，但只要不脱离本实用新型的基本思想，均在本实用新型的范围之内。

Claims (5)

1.一种超声波滤棒中线胶检测的装置，其特征在于：所述的超声波滤棒中线胶检测的装置包括用于中线胶检测的超声波流量计，用于对检测信号进行放大中继的中继放大器，用于处理检测信号的控制器，用于控制器与PLC通信的通信模块，将采集到的中线胶流量信号作为控制信号对成型机运行控制的PLC；

所述的超声波流量计安装于成型机的供胶管上，超声波流量计输出端与中继放大器连接，将供胶管内部流量信息传输给中继放大器后的控制器，控制器输出端与通信模块连接，通信模块与PLC控制器连接，控制器通过通信模块将处理后的流量信息传输给PLC控制器。

2.根据权利要求1所述的一种超声波滤棒中线胶检测的装置，其特征在于：所述的超声波流量计安装于胶枪供胶的塑胶管或金属管供胶管路的管壁外侧；可测量胶管外径为ø2.7mm 至 ø14mm。

3.根据权利要求1所述的一种超声波滤棒中线胶检测的装置，其特征在于：所述的超声波流量计两端通过锁紧螺母安装于供胶管管壁外侧。

4.根据权利要求1所述的一种超声波滤棒中线胶检测的装置，其特征在于：所述的PLC剔除信号、报警信号输出端连接有继电器，PLC通过继电器输出剔除信号、报警信号；PLC输出端还设置有停机信号输出端，用于直接输出停机信号。

5.根据权利要求1所述的一种超声波滤棒中线胶检测的装置，其特征在于：所述的PLC输入端连接有成型机速度信号采集端，用于采集成型机的实时速度，依据实时采集到的速度数据进行分析对比，跟随成型机生产速度所匹配的胶枪实时涂胶量和实际涂胶量进行线性差异比较。