CN220177333U - 一种超声波烟叶正反面加料系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声波烟叶正反面加料系统，属于烟草生产的技术领域。包括图像采集设备、多孔传送带、加料箱体；加料箱体内部从前往后划分为正面加料区和反面加料区；两个图像采集设备安装在多孔传送带上方且分别安装在加料箱体的前部和后部，加料箱体内部阵列间隔排布多个加料喷嘴，正面加料区上的加料喷嘴对准多孔传送带上方，反面加料区上的喷嘴对准多孔传送带下方。本实用新型提出了一种超声波烟叶正反面加料系统，同时创新性的使用了超声波雾化发生器和超声波雾化发生器，既可以使烟叶充分快速吸收料液，提高加料精度和均匀性，又可以防止残留物料在箱体内壁和传送带上的粘附，减少物料的浪费。

Description

一种超声波烟叶正反面加料系统

技术领域

本实用新型属于烟草生产技术领域，具体涉及一种超声波烟叶正反面加料系统。

背景技术

当今新一轮科技革命和产业变革正处在实现重大突破的历史关口，数字技术已越来越成为科技创新过程中的关键要素。中国烟草产业体系逐步完整，已迈入高质量发展阶段，随着创新产品不断迭代发展，卷烟生产设备逐步趋向高效化、数字化、智能化，数字化转型是推动新一轮科技革命和产业变革的重要引擎，是中国烟草科技创新的必然选择。

现阶段的烟叶加香加料系统大多采用的是传统卧式或立式滚筒加料系统，其主要加料方法为：储液罐中的料液通过加压、雾化，以一定的流速通过喷嘴喷出，并施加到送入滚筒内部的烟叶表面上，之后烟叶被滚筒中的耙钉或抄板翻腾，使得叶片吸收料液；另外，还有的采用无滚筒传输带式加料系统，主要方法为：将烟叶放在均匀放在传送带上，多个加料喷嘴喷洒料液在烟叶表面，借助喷洒冲击力使烟叶翻腾吸收料液。

由于烟叶加料涉及多种物理变化和化学变化，工艺过程较为复杂，是卷烟生产的技术难点之一。现阶段加料技术主要存在的问题有：1、加料滚筒的自身旋转加上耙钉的作用，容易造成烟叶的堆叠和破碎，进而致使料液对烟叶施加不均匀，引起后续卷烟加工的质量波动，影响卷烟品。2、滚筒式加料需要保持滚筒内的微负压状态，进而需要进行排潮，会引起部分料液通过排潮系统排出滚筒，造成料液浪费，污染工作环境。3、滚筒式加料易使物料粘附与滚筒内壁，后期维护困难，耗时耗力。4、部分传输带式加料系统不能保证烟叶的正反表面受到均匀的加料且效率较低。5、现有加料方法仅使喷出的料液作用在烟叶表面上，使料液与烟叶进行混合，不能使料液快速的浸润到烟叶孔隙内部。

考虑到上述烟叶加料方法和加料系统的问题存在，提出了一种更优的烟叶加料系统对其进行解决。

发明内容

本实用新型克服了背景技术中所存在的问题，提供了一种超声波烟叶正反面加料系统。本实用新型的烟叶加料系统可以使料液充分地浸润到烟叶内部孔隙，达到烟叶正反面分别加料和连续性规模化生产的目的，实现零破碎、零堆叠、零粘黏的加料过程。

为实现上述目的，本实用新型是通过下述技术方案予以实现的：

本实用新型具有以下有益效果：一种超声波烟叶正反面加料系统，包括：图像采集设备2、多孔传送带3、喷嘴控制单元1、物料控制单元5、加料箱体24，加料箱体24内部从前往后划分为正面加料区29和反面加料区30，两个图像采集设备2安装在多孔传送带3上方且分别安装在所述加料箱体24的前部和后部，加料箱体24内部阵列间隔排布多个加料喷嘴27，正面加料区29上的加料喷嘴27对准多孔传送带3上方，反面加料区30上的喷嘴对准多孔传送带3下方，图像采集设备2分别与喷嘴控制单元1、物料控制单元5连接，加料箱体24的一侧设置有带超声波雾化发生器16的物料供应系统，物料供应系统与物料控制单元5连接且其末端连接加料喷嘴27，另一侧设置有喷嘴角度控制装置及超声波加料发生器20，喷嘴角度控制装置一端与喷嘴控制单元1连接，另一端与加料喷嘴27连接，超声波加料发生器20与喷嘴控制单元1连接且其产生的超声波通过超声波控制线路21传输至加料箱体24内部及加料箱体24下方的多孔传送带3上，加料喷嘴27处连接有与物料控制单元5连接的开合装置。

具体地，所述的物料供应系统还包括储料罐8、蒸汽加热器11、混料蒸汽罐15、流量计18，储料罐8的储料罐出料口9与蒸汽加热器11的入料口连通，蒸汽加热器11的蒸汽进气口与蒸汽管路12连通，蒸汽加热器11的出料口与混料蒸汽罐15的入料口连通，混料蒸汽罐15的出料口与超声波雾化发生器16的入料口连通，超声波雾化发生器16的出料口通过混料蒸汽管路17与喷嘴管路19的入口端连通，喷嘴管路19的出口端与加料喷嘴27连通，混料蒸汽管路17上安装有流量计18，超声波雾化发生器16和流量计18与物料控制单元5连接，储料罐8的顶部设有进料口7，底部设有排料口13。

优选地，所述的储料罐8内安装有液位传感器6，液位传感器6与物料控制单元5连接。

优选地，所述的储料罐出料口9上安装有可拆卸式过滤网10。

具体地，所述的喷嘴角度控制装置包括喷射角度控制器22、喷嘴支架31，喷射角度控制器22与喷嘴控制单元1连接且通过喷嘴控制线路23与喷嘴支架31连接，加料喷嘴27安装在喷嘴支架31上，喷嘴支架31的高度及角度可调节。

优选地，所述的多孔传送带3为正六边形网格结构，其外切圆直径为12-16mm。

优选地，所述加料箱体24上部两侧边缘设有上加料挡板26，加料箱体24下部两侧边缘设有下加料挡板25。

优选地，所述正面加料区29内的喷嘴支架31水平设置，反面加料区30内的喷嘴支架31弧形设置。

优选地，所述加料箱体24的底部设有加料箱体28。

优选地，所述图像采集设备2通常采用线性CCD或矩阵型CCD。

优选地，所述的开合装置为压电陶瓷片。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的超声波烟叶正反面加料系统，取缔了传统烟叶加料工艺过程中的滚筒旋转加料模式，改进为加料喷嘴喷出混合雾化蒸汽直接对烟叶加料的模式；烟叶在多孔传送带的传送下依次通过正面加料区和反面加料区，系统可根据进料烟叶形状和出料加料后烟叶形状，实时精细的通过控制单元调整加料喷嘴的喷射姿态，将混合雾化蒸汽近距离喷射到烟叶正反表面上；解决了烟叶加料不均匀、加料烟叶破碎和加料精度不高的问题。

2、本实用新型的超声波烟叶正反面加料系统，创新性地使用超声波雾化发生器能够充分地将混合蒸汽雾化为微汽泡或微汽珠，使其快速地“钻入”烟叶孔隙内部，微汽泡或微汽珠进入到烟叶的孔道里面，加大了与其烟叶骨架的撞击频率，引发壁面效应使其产生变形，扩大了料液扩散通道，促进料液向烟叶孔隙内部的浸润，有效提高烟叶对料液吸收的效果。

3、本实用新型的超声波烟叶正反面加料系统，创新性地使用超声波加料发生器，能够使加料箱体和多孔传送带保持机械微振动；利用超声波空化效应，即：加料箱体空间内的微汽泡或微汽珠能够在超声波的作用下振动、生长、爆裂，气泡破裂形成的冲击波能够对加料箱体壁面和多孔传送带直接的反复冲击和摩擦，破坏残留物料在加料箱体壁面和多孔传送带的吸附粘附，避免了传统滚筒式加料模式下的残余物料粘黏，提高了加料工艺过程的生产效率和连续性，降低了生产成本与生产能耗，实现了环保型的烟叶加料模式。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种超声波烟叶加料系统的结构示意图；

图2为本实用新型的烟叶加料箱体正视图；

图3为本实用新型的烟叶正反面加料区喷嘴位置排布示意图；

图4为本实用新型的多孔传送带网格结构示意图。

图中各标号为：1、喷嘴控制单元；2、图像采集设备；3、多孔传送带；4、图像传输线路；5、物料控制单元；6、液位传感器；7、进料口；8、储料罐；9、储料罐出料口；10、过滤网；11、蒸汽加热器；12、蒸汽管路；13、排料口；14、控制数据传输线路；15、混料蒸汽罐；16、超声波雾化发生器；17、混料蒸汽管路；18、流量计；19、喷嘴管路；20、超声波加料发生器；21、超声波控制线路；22、喷射角度控制器；23、喷嘴控制线路；24、加料箱体；25、下加料挡板；26、上加料挡板；27、加料喷嘴；28、废料出口；29、正面加料区；30、反面加料区；31、喷嘴支架。

具体实施方式

为了使得本实用新型的系统特征、技术方案、达成目标与功效更加清晰易懂，下面将结合附图实施例对本实用新型进行详细、完整地描述，以便有关技术人员理解。

实施例1：如图1-4所示，一种超声波烟叶正反面加料系统，包括：图像采集设备2、多孔传送带3、喷嘴控制单元1、物料控制单元5、加料箱体24，加料箱体24内部从前往后划分为正面加料区29和反面加料区30，两个图像采集设备2安装在多孔传送带3上方且分别安装在所述加料箱体24的前部和后部，加料箱体24内部阵列间隔排布多个加料喷嘴27（加料喷嘴27设置的数量应能保证喷覆盖多孔传送带3上穿过的所有烟叶），正面加料区29上的加料喷嘴27对准多孔传送带3上方，反面加料区30上的喷嘴对准多孔传送带3下方，图像采集设备2分别与喷嘴控制单元1、物料控制单元5连接，加料箱体24的一侧设置有带超声波雾化发生器16的物料供应系统，物料供应系统与物料控制单元5连接且其末端连接加料喷嘴27，另一侧设置有喷嘴角度控制装置及超声波加料发生器20，喷嘴角度控制装置一端与喷嘴控制单元1连接，另一端与加料喷嘴27连接，超声波加料发生器20与喷嘴控制单元1连接且其产生的超声波通过超声波控制线路21传输至加料箱体24内部及加料箱体24下方的多孔传送带3上，加料喷嘴27处连接有与物料控制单元5连接的开合装置。

位于加料箱体24的前部和后部的图像采集设备2可采集加料前后的烟叶图像，并通过图像传输线路4实时反馈给喷嘴控制单元1、物料控制单元5。

进一步地，所述的物料供应系统还包括储料罐8、蒸汽加热器11、混料蒸汽罐15、流量计18，储料罐8的储料罐出料口9与蒸汽加热器11的入料口连通，蒸汽加热器11的蒸汽进气口与蒸汽管路12连通，蒸汽加热器11的出料口与混料蒸汽罐15的入料口连通，混料蒸汽罐15的出料口与超声波雾化发生器16的入料口连通，超声波雾化发生器16的出料口通过混料蒸汽管路17与喷嘴管路19的入口端连通，喷嘴管路19的出口端与加料喷嘴27连通，混料蒸汽管路17上安装有流量计18，超声波雾化发生器16和流量计18与物料控制单元5连接，储料罐8的顶部设有进料口7，底部设有排料口13，用于残余料液排空，方便储料罐8清洗。本实施例中，储料罐8和混料蒸汽罐15均为双层结构，具有两级加热功能。

进一步地，所述的储料罐8内安装有液位传感器6，液位传感器6与物料控制单元5连接，液位传感器6用来监测储料罐8内料液量并将实时数据通过控制数据传输线路14反馈到物料控制单元5，当储料罐8内的料液量低于设定值时，物料控制单元5发出警报信息，提示工作人员向储料罐8加入料液，能够实时控制加料过程中对储料罐8中的料液进行实时补给。

进一步地，所述的储料罐出料口9上安装有可拆卸式过滤网10，用于过滤料液，避免加料喷嘴不被堵塞。通常过滤网10的规格为1000-5000目。本实施例过滤网10的规格为1000目，材料为不锈钢。

进一步地，所述的喷嘴角度控制装置包括喷射角度控制器22、喷嘴支架31，喷射角度控制器22与喷嘴控制单元1连接且通过喷嘴控制线路23与喷嘴支架31连接，加料喷嘴27安装在喷嘴支架31上，喷嘴支架31的高度及角度可调节，加料喷嘴27与多孔传送带3的间距可通过喷嘴支架31微调，一般为20-100mm，可以使雾化料液近距离施加到烟叶正反表面上，提高加料效率与精度。加料喷嘴27的材料通常采用不锈钢或陶瓷。本实施例的加料喷嘴27与多孔传送带3的间距为50mm，加料喷嘴27为角度可调式。

进一步地，所述的多孔传送带3为正六边形网格结构，其外切圆直径为12-16mm，材料一般采用不锈钢，能够保证烟叶到达反面加料区30时，混合雾化料液能够均匀穿过孔传送带3施加在烟叶的反面。

进一步地，所述加料箱体24上部两侧边缘设有上加料挡板26，加料箱体24下部两侧边缘设有下加料挡板25，通常设置上加料挡板26、下加料挡板25与多孔传送带3的间距为5-8mm，可以有效的保证施加的混合雾化料液不会喷洒到外部环境当中，有效防止环境污染。

进一步地，所述正面加料区29内的喷嘴支架31水平设置，反面加料区30内的喷嘴支架31弧形设置；所述加料箱体24的底部设有废料出口28，能够使正面加料区29和反面加料区30在加料过程中产生的烟叶残渣和未被烟叶所吸收的剩余料液汇聚在加料箱体24下部，通过废料出口28回收废液和残渣。

进一步地，所述图像采集设备2通常采用线性CCD或矩阵型CCD，本实施例的图像采集设备2为矩阵型CCD。

进一步地，所述的开合装置为压电陶瓷片，物料控制单元5发出加料的信号后，通过控制加料喷嘴27上的压电陶瓷片来控制加料喷嘴27的开关以及开合程度。

本实用新型的工作原理是：把烟叶逐片均匀摊开在多孔传送带3上，烟叶通过前后方的图像采集设备2后，系统将所采集图像通过图像传输线路4，传给喷嘴控制单元1和物料控制单元5。喷嘴控制单元1和物料控制单元5均为工业控制计算机，通过内置的单片机运行运算程序。喷嘴控制单元1和物料控制单元5根据前后所采集图像的实时对比运算，来调整物料供应系统、喷嘴角度控制装置、超声波加料发生器20的工作，使从加料箱体24出去的烟叶达到预设要求。

所述喷嘴控制单元1通过控制数据传输线路14，来控制喷射角度控制器22和超声波加料发生器20，进而控制加料喷嘴27的喷射角度和喷射距离、控制多孔传送带3和加料箱体24的微机械振动及产生的超声波；喷射角度控制器22接收到喷嘴控制单元1的控制信号后，通过喷嘴控制线路23控制正面加料区29和反面加料区30内的加料喷嘴27的喷射角度，进而使雾化料液完全覆盖烟叶且充分施加在烟叶表面上，提高加料均匀性。

所述超声波加料发生器20接收到喷嘴控制单元1的控制信号后产生特定的超声波频率，并通过超声波控制线路21传输到加料箱体24，通过超声波声能向机械能的转换，使加料箱体24保持机械微振动，同时正反面加料区内的多孔传送带3受到超声波声能的作用，也保持机械微振动。由于雾化料液受到超声波的辐射，使其形成微汽泡或微汽珠，利用超声波空化效应，加料箱体24内的微汽泡或微汽珠破裂形成的冲击波能够对加料箱体24壁面和多孔传送带3直接的反复冲击和摩擦，破坏残留物料在加料箱体24壁面和多孔传送带3的吸附粘附，避免了残余物料粘黏。

所述物料控制单元5通过对前后图像采集设备2实时采集的数据以及流量计18通过检测混料蒸汽管路17内的料液流量实时传递来的数据共同运算后，将加料信号通过控制数据传输线路14传递到超声波雾化发生器16和加料喷嘴27处的压电陶瓷片上，超声波雾化发生器16接收到信号后开始雾化工作，加料喷嘴27处的压电陶瓷片上接收到信号后开始加料并且依据实时信号控制喷嘴口的开合程度，进而控制雾化料液所施加到加料箱体24中的加液量和加液速率。

所述蒸汽加热器11与蒸汽管路12连接，并将储料罐8传输的料液与蒸汽管路12输送来的水蒸气充分混合并加热，再将混合后的混合料液蒸汽输送到混料蒸汽罐15中储存，混合料液蒸汽通过混料蒸汽管路17传送到超声波雾化发生器16，超声波雾化发生器16能够将加热后的混合料液蒸汽充分地雾化为微汽泡或微汽珠，使其通过喷嘴管路19传输到加料喷嘴27，再喷到加料箱体24中，并且快速地“钻入”烟叶孔隙内部，微汽泡或微汽珠进入到烟叶的孔道里后，加大了与其烟叶骨架的撞击频率，引发壁面效应使其产生变形，扩大了料液扩散通道，促进料液向烟叶内部的浸润，有效提高烟叶对料液吸收的效果。烟叶依次通过正面加料区29和反面加料区30后，即可得到料液充满烟叶内部孔隙、混合均匀的烟叶，完成烟叶加料的目的。

本实用新型的超声波烟叶正反面加料系统可以确保无论烟叶是规则还是不规则的形状，只要被图像采集设备2识别并采集到图像，就能精准的控制和确定加料喷嘴27的加液量、加液速率以及该片烟叶是否被加料。本实用新型的加料系统是自动控制的，可以做到烟叶双面精准均匀加料，料液不会浪费，不会造成残余物料在加料箱体24内壁和多孔传送带3上的粘附。

本实用新型所有的控制方式都是现有技术可以实现的，属于公知常识。

最后说明的是，以上所述优选实例仅用于说明本实用新型的的实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员应该了解，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效修饰、变更、改进，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种超声波烟叶正反面加料系统，其特征在于，包括：图像采集设备（2）、多孔传送带（3）、喷嘴控制单元（1）、物料控制单元（5）、加料箱体（24），加料箱体（24）内部从前往后划分为正面加料区（29）和反面加料区（30），两个图像采集设备（2）安装在多孔传送带（3）上方且分别安装在加料箱体（24）的前部和后部，加料箱体（24）内部阵列间隔排布多个加料喷嘴（27），正面加料区（29）上的加料喷嘴（27）对准多孔传送带（3）上方，反面加料区（30）上的喷嘴对准多孔传送带（3）下方，图像采集设备（2）分别与喷嘴控制单元（1）、物料控制单元（5）连接，加料箱体（24）的一侧设置有带超声波雾化发生器（16）的物料供应系统，另一侧设置有喷嘴角度控制装置及超声波加料发生器（20），物料供应系统与物料控制单元（5）连接且其末端连接加料喷嘴（27），喷嘴角度控制装置一端与喷嘴控制单元（1）连接，另一端与加料喷嘴（27）连接，超声波加料发生器（20）与喷嘴控制单元（1）连接且其产生的超声波通过超声波控制线路（21）传输至加料箱体（24）内部及加料箱体（24）下方的多孔传送带（3）上，加料喷嘴（27）处连接有与物料控制单元（5）连接的开合装置。

2.根据权利要求1所述的超声波烟叶正反面加料系统，其特征在于：所述的物料供应系统还包括储料罐（8）、蒸汽加热器（11）、混料蒸汽罐（15）、流量计（18），储料罐（8）的储料罐出料口（9）与蒸汽加热器（11）的入料口连通，蒸汽加热器（11）的蒸汽进气口与蒸汽管路（12）连通，蒸汽加热器（11）的出料口与混料蒸汽罐（15）的入料口连通，混料蒸汽罐（15）的出料口与超声波雾化发生器（16）的入料口连通，超声波雾化发生器（16）的出料口通过混料蒸汽管路（17）与喷嘴管路（19）的入口端连通，喷嘴管路（19）的出口端与加料喷嘴（27）连通，混料蒸汽管路（17）上安装有流量计（18），超声波雾化发生器（16）和流量计（18）与物料控制单元（5）连接，储料罐（8）的顶部设有进料口（7），底部设有排料口（13）。

3.根据权利要求2所述的超声波烟叶正反面加料系统，其特征在于：所述的储料罐（8）内安装有液位传感器（6），液位传感器（6）与物料控制单元（5）连接。

4.根据权利要求2所述的超声波烟叶正反面加料系统，其特征在于：所述的储料罐出料口（9）上安装有可拆卸式过滤网（10）。

5.根据权利要求1所述的超声波烟叶正反面加料系统，其特征在于：所述的喷嘴角度控制装置包括喷射角度控制器（22）、喷嘴支架（31），喷射角度控制器（22）与喷嘴控制单元（1）连接且通过喷嘴控制线路（23）与喷嘴支架（31）连接，加料喷嘴（27）安装在喷嘴支架（31）上，喷嘴支架（31）的高度及角度可调节。

6.根据权利要求1所述的超声波烟叶正反面加料系统，其特征在于：所述的多孔传送带（3）为正六边形网格结构，其外切圆直径为12-16mm。

7.根据权利要求1所述的超声波烟叶正反面加料系统，其特征在于：所述加料箱体（24）上部两侧边缘设有上加料挡板（26），加料箱体（24）下部两侧边缘设有下加料挡板（25）。

8.根据权利要求5所述的超声波烟叶正反面加料系统，其特征在于：所述正面加料区（29）内的喷嘴支架（31）水平设置，反面加料区（30）内的喷嘴支架（31）弧形设置。

9.根据权利要求1所述的超声波烟叶正反面加料系统，其特征在于：所述加料箱体（24）的底部设有废料出口（28）。

10.根据权利要求1所述的超声波烟叶正反面加料系统，其特征在于：所述的开合装置为压电陶瓷片。