SJ1513型梗絲加料機熱風濾網(wǎng)內(nèi)部清洗系統(tǒng)的研制

張文軍+余冬梅+楊麗紅

摘要：目的：針對熱風濾網(wǎng)是SJ1513型梗絲加料機上一個密閉、旋轉(zhuǎn)的設備部件，在連續(xù)生產(chǎn)后，濾網(wǎng)內(nèi)壁污垢堆積，日常保養(yǎng)時濾網(wǎng)內(nèi)壁無法清洗，造成濾網(wǎng)堵塞，使熱風風量減小、熱風循環(huán)慢，引起物料工藝參數(shù)不達標、設備運行參數(shù)波動大、自動停機等問題；方法：根據(jù)濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，制作并在密閉空間內(nèi)安裝清洗噴管，使用管道將噴管與水、汽混合器連接，將蒸汽及水通過水、汽混合器調(diào)節(jié)成60℃的熱水，利用電磁閥及電氣控制實現(xiàn)濾網(wǎng)內(nèi)壁的自動清洗；結(jié)果：在清洗裝置研制并安裝使用鞏固期內(nèi)，因濾網(wǎng)堵塞造成熱風溫度過低設備自動停機的故障，從占設備故障率的80%下降為0，生產(chǎn)階段設備熱風溫度波動范圍54℃-57℃（工藝要求為55±5℃），物料抽檢不達標次數(shù)為0次；結(jié)論：本論文提出的改善方案，對密閉、旋轉(zhuǎn)的圓筒形設備部件內(nèi)部的自動清洗具有一定的參考價值。

Abstract： Objective： Aiming at the problem that the hot air filter is a closed and rotating equipment part of the SJ1513 type stem feeder， after continuous production， the inner wall of the filter can not be cleaned during the daily maintenance， which makes the screen clogged， so that the hot air volume decreases， hot air circulation slows down， causing the material process parameters not up to standard， and equipment operating parameters fluctuating， automatic shutdown and other problems. Method： According to the filter structure， the cleaning nozzle is made and installed in the confined space， and the pipe is used to connect the nozzle and the water and steam mixer. The steam and water are adjusted to water of 60 ℃ by water and steam mixer， and electrical control to achieve automatic cleaning filter wall. Result： After the cleaning device is developed and installed， the proportion of automatic shut-down failure caused by low hot air temperature due to filter clogging is reduced to 0 from 80%， the production stage equipment hot air temperature fluctuation range is 54 ℃ -57 ℃ （process requirement： 55 ± 5 ℃） ， the number of material sampling not up to standard is 0； Conclusion： The improved scheme proposed in this paper has certain reference value for the automatic cleaning inside the closed and rotating cylindrical equipment parts.

關鍵詞：熱風循環(huán)系統(tǒng)；旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)；糖料污垢；密閉部件；自動清洗裝置

Key words： hot air circulation system；rotary filter；sugar dirt；closed part；automatic cleaning device

中圖分類號：TF325.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）07-0145-03

0 引言

梗絲加料機是制絲生產(chǎn)線上的關鍵設備之一，該設備的主要工藝任務是對切后梗絲進行連續(xù)均勻增溫、增濕和施加料液，并使梗絲充分吸收，滿足梗絲加工工藝要求。熱風溫度、加料精度以及出口水分是該設備的重要控制工藝參數(shù)，其對穩(wěn)定卷煙的感官質(zhì)量起著重要的作用。加料機熱風循環(huán)系統(tǒng)主要由換熱器、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、風機、管道、溫度傳感器、補償蒸汽組成。在制絲工藝中，梗絲加料的料液中添加大量糖料，以改變梗絲的物理性和成品煙支的吸味，提高卷煙的感官質(zhì)量。為了提升梗絲對糖料的吸收速度，SJ1513型梗絲加料機通過熱風循環(huán)系統(tǒng)增加滾筒內(nèi)部溫度，使糖料液快速滲透到梗絲物理結(jié)構(gòu)內(nèi)部，以獲得極佳的加料效果，如圖1所示。在昆明船舶設備集團公司設計的制絲線電控中，在生產(chǎn)階段，當換熱器供汽閥門完全打開且熱風溫度仍低于設定值時，將開啟增溫增濕氣動薄膜閥，提升熱風溫度的同時也使物料水分大幅增加，不利于工藝參數(shù)的控制；當熱風溫度連續(xù)低于參數(shù)設定值一定時間后，加料機前物料輸送振槽將自動停機、生產(chǎn)中斷，以免過量不符合工藝要求的物料流入下道工序。

1 問題與分析

加料機工作過程中霧化的糖料，大部分被梗絲物料吸收，但還有部分隨熱風循環(huán)，并進入熱風循環(huán)的必經(jīng)通道：熱風濾網(wǎng)。進入濾網(wǎng)的糖料在濾網(wǎng)內(nèi)壁網(wǎng)面發(fā)生沉淀，因旋轉(zhuǎn)熱風濾網(wǎng)在設備上是一個密閉的空間，日常保養(yǎng)時無法對內(nèi)壁進行清洗，連續(xù)生產(chǎn)后，糖料在濾網(wǎng)內(nèi)壁逐漸堆積，形成類似于瀝青狀的物質(zhì)，直至最后在內(nèi)壁網(wǎng)面凝結(jié)、固化，堵塞濾網(wǎng)。使熱風風量減少、循環(huán)慢、熱風效率低下，在生產(chǎn)中表現(xiàn)為預熱時間增加、熱風溫度波動大，最終導致梗絲出料溫度不穩(wěn)定、生產(chǎn)中熱風溫度低于下限而自動停機等問題，從而影響加工過程的穩(wěn)定性，影響梗絲質(zhì)量，如圖2所示。

2 研制方案

設計一套熱風濾網(wǎng)內(nèi)部清洗裝置，在密閉的濾網(wǎng)內(nèi)部安裝噴管，噴管與濾網(wǎng)網(wǎng)面圓周切線平行，噴孔正對濾網(wǎng)網(wǎng)面，在生產(chǎn)結(jié)束后的日常保養(yǎng)時，及時對旋轉(zhuǎn)的濾網(wǎng)內(nèi)壁進行進行沖洗，清洗介質(zhì)為一定溫度、一定壓力的熱水，沖洗后的料液順濾網(wǎng)網(wǎng)孔排出并由下水管道排走；清洗裝置使用電磁閥由PLC按編寫好的程序?qū)崿F(xiàn)自動控制，清洗時間可以根據(jù)清潔效果任意設定，清洗結(jié)束后，噴管內(nèi)的熱水切換為壓縮空氣，實現(xiàn)對濾網(wǎng)的噴吹干燥。

3 研制內(nèi)容

3.1 制作沖洗噴管

根據(jù)旋轉(zhuǎn)熱風濾網(wǎng)的尺寸（熱風濾網(wǎng)兩端面間內(nèi)部距離為420mm）和結(jié)構(gòu)，選擇噴管的制作材質(zhì)為無縫鋼管，噴管長度為380mm，管徑尺寸為DN20，噴孔孔徑Φ1.0mm，鋼管一端焊接密封，制作時沿鋼管軸向劃線等距鉆孔，第一個噴孔距密封端10mm，噴孔設計排數(shù)為單排，孔距為15mm，噴管軸向噴孔數(shù)20個。

3.2 噴管在熱風濾網(wǎng)內(nèi)的安裝

噴管從熱風濾網(wǎng)端面伸入濾網(wǎng)內(nèi)部，并通過螺紋連接與外部清洗管道相連，安裝時與濾網(wǎng)網(wǎng)面圓周切線平行，噴管軸線距濾網(wǎng)網(wǎng)面圓周切線112mm（沖洗距離），噴孔正對濾網(wǎng)網(wǎng)面，噴管在濾網(wǎng)網(wǎng)筒內(nèi)部的長度為380mm，噴管端部距濾網(wǎng)筒底另一端面間隙為20mm。

3.3 清洗介質(zhì)的實現(xiàn)

清洗介質(zhì)——水溫70℃、壓力0.3mpa的熱水，主要通過汽水混合站輸入端蒸汽減壓閥的調(diào)節(jié)、輸入端清洗水壓力調(diào)節(jié)閥、汽水混合站熱水流量的調(diào)節(jié)和清洗水溫度表來實現(xiàn)。

3.4 清洗管路的改造

為了確保清洗系統(tǒng)工作壓力，設計清洗流程為分步清洗，生產(chǎn)結(jié)束后加料機進入清洗模式，首先自動清洗濾網(wǎng)內(nèi)部，再清洗濾網(wǎng)外部、滾筒、前室及出料室，清洗結(jié)束后系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換為噴吹干燥模式。改造后原清洗管路增加3個407型電磁閥（型號規(guī)格：125 542N/G1/2 24VDC）。

如圖3所示，加料機清洗動作流程分為2步：清洗程序啟動后，2#閥得電工作沖洗濾網(wǎng)，1#、3#閥關閉，690s后2#閥關閉，濾網(wǎng)沖洗停止；1#、4#、5#閥得電，滾筒、出料室清洗，清洗時間到后3#閥得電工作，濾網(wǎng)空壓噴吹干燥，120s后3#關閉，噴吹干燥停止。

3.5 清洗時間及干燥時間的控制

利用原控制線上的西門子可編程控制器進行動作和時間控制，使用stop7軟件的定時器指令進行編程并下載，設計沖洗時間690s、噴吹干燥時間120s。

3.6 按設計好的電氣外聯(lián)圖，實施電路改造，如圖4所示

4 改造效果

梗絲加料機旋轉(zhuǎn)式熱風濾網(wǎng)內(nèi)部清洗裝置安裝使用后，實現(xiàn)了日常保養(yǎng)時加料機濾網(wǎng)內(nèi)壁的自動清洗，與操作繁瑣的人工拆卸清洗比較，產(chǎn)生的無形效果有：①降低了員工的勞動強度；②減少了登高清洗作業(yè)的安全隱患；③減少了作業(yè)時間。為了檢測清洗裝置的使用情況，車間安排跟班維修人員對清洗效果進行跟蹤檢查，并對設備運行參數(shù)進行記錄。生產(chǎn)結(jié)束以后，按下清洗啟動按鈕，裝置自動對熱風濾網(wǎng)內(nèi)壁沖洗及壓縮空氣噴吹干燥，工作正常；清洗完畢后，拆卸旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)檢查內(nèi)部清洗效果，濾網(wǎng)網(wǎng)面無糖料液沉淀、網(wǎng)孔無瀝青狀物質(zhì)堵塞，濾網(wǎng)干凈暢通；對連續(xù)清洗后一個月內(nèi)的熱風溫度曲線圖和梗絲加料機出口物料水分點檢數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，梗絲加料機熱風溫度最大值為57℃，最小值為54℃，波動僅為3℃（梗絲加料機熱風溫度工藝指標為55℃±5℃），標準偏差為1.08；出口物料水分最大值為33.6%，最小值為22.9%，波動僅為0.7%（梗絲加料機出口物料工藝標準為33.00%±1.5%），標準偏差為0.088；與清洗裝置安裝使用前比較，熱風溫度及出口物料水分標準偏差都有較大的降低，同時，①降低了設備故障率，熱風濾網(wǎng)內(nèi)部清洗裝置使用后，該設備熱風溫度過低故障便未發(fā)生過；②穩(wěn)定了設備生產(chǎn)運行參數(shù)，梗絲的加工質(zhì)量和品質(zhì)得到了提升，如圖5、圖6所示。

清洗裝置使用前和使用后熱風濾網(wǎng)清潔效果對比圖，如圖7、圖8所示。

參考文獻：

[1]昆明船舶設備集團有限公司《SJ1513型加料機使用說明書》.

[2]丁松峰，常明理.梗絲加料機熱風系統(tǒng)改造[J].河南科技， 2013（09）.

[3]王棟梁.某煙草加香加料機的設計與仿真研究[D].南京理工大學，2011.