卷煙廠卷接機(jī)旋轉(zhuǎn)吸附分離裝置

劉亦堅(jiān)（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司洛陽(yáng)卷煙廠　河南洛陽(yáng)）

卷煙廠卷接機(jī)旋轉(zhuǎn)吸附分離裝置

劉亦堅(jiān)
（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司洛陽(yáng)卷煙廠河南洛陽(yáng)）

開(kāi)發(fā)卷煙廠卷接機(jī)旋轉(zhuǎn)吸附分離裝置，實(shí)現(xiàn)卷接機(jī)流失煙絲回收再利用。通過(guò)使用測(cè)試，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到卷煙工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，具有一定推廣價(jià)值。

卷煙設(shè)備卷接機(jī)煙絲輸送分離裝置

卷接機(jī)生產(chǎn)煙支時(shí)，煙絲輸送和卷接利用大量負(fù)壓和壓縮空氣，由于煙絲靠負(fù)壓輸送及卷接機(jī)自身機(jī)構(gòu)特性，不可避免會(huì)流失部分煙絲。一般行業(yè)內(nèi)流失的煙絲和煙灰均被當(dāng)作廢料處理，造成大量原料浪費(fèi)。洛陽(yáng)卷煙廠經(jīng)過(guò)調(diào)研，開(kāi)發(fā)出一款卷接機(jī)旋轉(zhuǎn)吸附分離裝置（以下簡(jiǎn)稱(chēng)卷接機(jī)分離裝置），該裝置可安裝于不同機(jī)型卷接機(jī)，并可實(shí)現(xiàn)煙絲回收再利用。

一、卷接機(jī)分離裝置原理

目前，國(guó)內(nèi)卷煙廠主要以Protos和Passim兩大類(lèi)型卷接機(jī)為主，煙絲卷接過(guò)程中，需要清除掉煙絲中的煙末和煙灰。由于煙絲形狀特點(diǎn)，煙絲經(jīng)過(guò)負(fù)壓吸風(fēng)及吸絲帶的高速輸送，含有煙末的煙絲在生產(chǎn)過(guò)程中很容易產(chǎn)生造碎。基于這些特點(diǎn)，煙絲卷接時(shí)，利用高強(qiáng)度負(fù)壓（一般情況下，負(fù)壓值P1可達(dá)約10 kPa），管道內(nèi)徑為D1=156 mm，強(qiáng)大負(fù)壓也會(huì)吸走部分煙絲。針對(duì)煙絲流失原因，在煙絲流失的后端除塵管道添加旋轉(zhuǎn)吸附分離裝置，通過(guò)旋轉(zhuǎn)吸附再分離，將除塵管道中煙絲進(jìn)行分離。將旋轉(zhuǎn)體分為吸附分離腔和下料腔兩個(gè)腔室，煙絲隨卷接機(jī)負(fù)壓進(jìn)入吸附分離腔中，均勻附在旋轉(zhuǎn)體的鋼絲網(wǎng)上，煙灰體積微小，通過(guò)網(wǎng)孔被重新排放到原除塵管道，達(dá)到分離目的。吸附的煙絲通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移至下料腔中，通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及壓力消除，將回收的煙絲回收到卷接機(jī)回收裝置上表面，此時(shí)回收的煙絲不易被再次吸走，實(shí)現(xiàn)再利用。

二、卷接機(jī)分離裝置主要組成（圖1）

1.旋轉(zhuǎn)體吸附分離

（1）旋轉(zhuǎn)體扭矩選定。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的積累及計(jì)算，選擇24 V、75 W直流電機(jī)，電機(jī)體積小、輸出扭矩大。經(jīng)過(guò)變速箱，電機(jī)輸出扭矩達(dá)到7.6 N·m。在結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)中，通過(guò)應(yīng)力源分析，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)件應(yīng)力均＞7.6 N·m，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)堵塞時(shí)，電機(jī)通過(guò)控制器保護(hù)，實(shí)現(xiàn)PLC控制，切斷電源，保護(hù)設(shè)備。

（2）旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)設(shè)計(jì)。主要是選擇軸承型號(hào)，煙絲含有大量煙灰和焦油，通過(guò)實(shí)踐，選用DDUCM密封蓋軸承，保證設(shè)備可連續(xù)運(yùn)行。

圖1　卷接機(jī)分離裝置示意圖

（3）旋轉(zhuǎn)體的結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)體設(shè)計(jì)時(shí)選用骨架結(jié)構(gòu)，其通孔有效率為η2，結(jié)構(gòu)必須保證既能阻擊煙絲，又能分離煙灰，同時(shí)不能影響卷接機(jī)負(fù)壓。按照國(guó)家香煙煙絲使用規(guī)定（以28目鋼絲網(wǎng)孔為篩選標(biāo)準(zhǔn)），經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，最終選用18目鋼絲網(wǎng)，其出孔有效率為η1，旋轉(zhuǎn)體直徑D2，3/8的面積給分離使用，5/8面積保證管道負(fù)壓不受影響。通過(guò)計(jì)算，可得吸風(fēng)安全系數(shù)ω1=5η1× η2×D22/（8D12），設(shè)計(jì)安全系數(shù)達(dá)到1.37，確保設(shè)備旋轉(zhuǎn)吸附時(shí)，不影響卷接機(jī)正常工作。

2.下料

下料設(shè)計(jì)主要考慮煙絲下落時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)體和下料腔的間隙內(nèi)存在負(fù)壓，煙絲下落會(huì)受到影響，為此做出如下方案：①在下料位置設(shè)計(jì)泄壓口，通過(guò)外部空氣補(bǔ)償，消除負(fù)壓值；②選用一些軟材料，減小旋轉(zhuǎn)體和下料腔的面積S1；③使用壓縮空氣，消除負(fù)壓值，選用的壓縮空氣壓力值P2為2 bar，壓力管內(nèi)徑D3，吹料安全系數(shù)ω2=πP2×D32/（4P1×S1），通過(guò)計(jì)算，目前安全系數(shù)達(dá)到2。在確保設(shè)備正常運(yùn)行情況下，為節(jié)約壓縮空氣，再調(diào)小P2值，通過(guò)多方努力，目前使用的壓縮空氣P2已降到0.6 bar。

3.在線(xiàn)利用的設(shè)計(jì)

管道設(shè)計(jì)選用主次管道，一方面是適應(yīng)卷接機(jī)安裝下料位置，主次管道的開(kāi)啟關(guān)閉使用電磁閥控制，當(dāng)設(shè)備正常工作時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)吸附分離裝置的閥門(mén)開(kāi)啟，主管道上的閥門(mén)關(guān)閉，回收設(shè)備正常工作；反之，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，閥門(mén)反向，次管道開(kāi)通，可確?；厥昭b置不影響卷接機(jī)的正常工作；下料采用透明的管道，可清楚地觀察煙絲回收狀況。

表1　6#卷接機(jī)生產(chǎn)卷煙記錄

三、卷接機(jī)分離裝置測(cè)試

（1）回收煙絲重量測(cè)試。設(shè)備運(yùn)行正常時(shí)，斷開(kāi)下料透明管，測(cè)試回收的卷煙煙絲重量，連續(xù)測(cè)試3個(gè)白班，每個(gè)班隨機(jī)取樣回收煙絲2次，每次取樣60 min。洛陽(yáng)卷煙廠6#卷接機(jī)生產(chǎn)卷煙記錄見(jiàn)表1。

（2）端部落絲量及含末率測(cè)試。設(shè)備開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)，分別取樣，測(cè)試香煙端部落絲量及含末率。

（3）香煙工藝質(zhì)量指標(biāo)測(cè)試。設(shè)備開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)，測(cè)試香煙工藝質(zhì)量指標(biāo)。

四、使用效果

表2　香煙端部落絲量及含末率

表3　香煙工藝質(zhì)量指標(biāo)

目前卷接機(jī)分離裝置已在洛陽(yáng)卷煙廠6#卷煙機(jī)（Passim卷接機(jī)）安裝使用近1年，使用效果良好，回收煙絲量平均約1.5 kg/h，每年可節(jié)約煙絲成本達(dá)90.7萬(wàn)元（煙絲70元/kg），可生產(chǎn)香煙1800萬(wàn)支，當(dāng)年即回收投資成本。通過(guò)分析測(cè)試數(shù)據(jù)，回收裝置對(duì)煙絲品質(zhì)無(wú)影響，卷煙端部落絲量、含末率、質(zhì)量標(biāo)偏、圓周標(biāo)偏、通風(fēng)標(biāo)偏、吸阻標(biāo)偏和硬度標(biāo)偏等指標(biāo)均達(dá)到卷煙工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。卷接機(jī)分離裝置可節(jié)約原料，經(jīng)濟(jì)效益高，適合不同類(lèi)型卷接機(jī)使用，具有良好市場(chǎng)推廣價(jià)值。

〔編輯凌瑞〕

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