ZJ17卷煙機第三級梗絲分選裝置的研制

張濤

摘 要：為降低ZJ17型卷煙機生產(chǎn)中的梗中含絲率，降低生產(chǎn)成本，在對問題分析和設(shè)計方案對比的基礎(chǔ)上，最終確定了以二級分選裝置改進+獨立風(fēng)分”的思路設(shè)計第三級梗絲分選裝置，并重點對其中的懸浮風(fēng)分裝置、梗簽收集裝置、連接輔材進行設(shè)計。經(jīng)實踐表明，采用第三級梗絲分選裝置可有效降低梗中含絲率，具有現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：卷煙機;梗中含絲率;懸浮風(fēng)分裝置;梗簽收集裝置;連接輔材

ZJ17型卷煙機速度為7000支/分鐘，是目前我公司卷接設(shè)備的主流機型之一。在實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，由于該機型只有梗絲的一級、二級分選裝置，存在梗、絲分離不徹底的現(xiàn)象，導(dǎo)致煙條煙絲中含有煙梗，有刺破煙支表面的缺陷風(fēng)險，此外剔除的梗簽中普遍含有5%-7%的煙絲，造成一定的煙絲原料浪費[1]。因此，為解決ZJ17型卷煙機煙絲原料浪費的問題，本文對該型卷煙機的第三級梗絲分選裝置進行設(shè)計。具體闡述如下：

1 問題分析及研制方案初選

1.1 問題分析

梗簽的存在，會在一定程度上影響卷煙的燃燒性能及感官質(zhì)量;同時煙絲中含有過多的梗簽，也會對卷煙外觀質(zhì)量造成影響，從一定程度上引起煙支刺破等一系列外在質(zhì)量問題的發(fā)生。在卷煙制造過程中，從生產(chǎn)煙絲到生產(chǎn)煙支的過程中有若干個工序?qū)熃z中的梗簽進行剔除，集中后的梗簽可作為薄片制造原料。通常在剔梗過程中會同時連帶剔除一部分可用煙絲，造成煙絲消耗。

針對ZJ17型卷煙機在實際生產(chǎn)中所存在的問題，課題組從兩個方面對其進行改進設(shè)計。具體如下：

（1）解決ZJ17卷煙機刺破煙支數(shù)量高的問題。

經(jīng)對ZJ17型卷煙機刺破煙的數(shù)量進行跟蹤兩周的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在200支煙中存在1.7支的刺破現(xiàn)象，存在極大的改進空間;

（2）解決ZJ17卷煙機剔除梗簽中梗中含絲率高的需求[2]。

在跟蹤統(tǒng)計8#機臺單箱梗簽剔除量的同時，我們也對剔除梗簽的梗中含絲率做了為期兩周的測定發(fā)現(xiàn)：ZJ17卷煙機剔除梗簽中梗中含絲率為11.59%，多余的煙絲與煙?；旌显谝黄鸨蛔鳛閺U料處理，造成煙絲浪費。

1.2 研制方案初選

為便于從根本上分析ZJ17型卷煙機所存在的問題，項目組擬通過對設(shè)備進行調(diào)整以達到降低梗中含絲率。主要采取的途徑為：將ZJ卷煙機梗簽剔除風(fēng)門位置進行調(diào)整，驗證調(diào)整梗簽剔除風(fēng)門位置對降低梗中含絲率是否有效。

實踐表明：當(dāng)剔除風(fēng)門全部關(guān)閉時，梗中含絲率為4.5%，達到《卷煙工藝規(guī)范》9.2.5.8規(guī)定（低于5%），但有刺破煙支出現(xiàn)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。故設(shè)備調(diào)整無法解決梗中含絲率高的問題。因此，還需對ZJ17型卷煙機改進設(shè)計后才能從根本上解決問題。在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，項目對行業(yè)內(nèi)相關(guān)設(shè)備進行調(diào)研：

（1）對于真空粉末吸料機而言，其是利用氣泵旋轉(zhuǎn)發(fā)生高真空實現(xiàn)對物料的輸送。使被輸送的物料杜絕了分層現(xiàn)象，保證了混合物料成分的均勻性。因此，可使用真空發(fā)生器實現(xiàn)物料的分離輸送。

（2）對于廣東中煙梅州卷煙廠而言，為實現(xiàn)梗絲的再次分選該裝置在在二次分選出口處加裝吹風(fēng)改變梗絲方向和速度。

此外，還可選用行業(yè)的其他獨立分選裝置實現(xiàn)梗絲的充分分離[3]。

2 第三級梗絲分選裝置的設(shè)計

根據(jù)2003年3月國家煙草專賣局頒發(fā)、中央文獻出版社出版的《卷煙工藝規(guī)范》（ISBN 7-5073-1338-7/F·23）9.2.5.8規(guī)定，剔除梗簽中允許含3%-5%的煙絲。所以項目組設(shè)定了目標：梗中含絲率低于5%。

對于YJ17型卷煙機第三級梗絲分離裝置，其主要原理是利用梗絲懸浮速度存在一定的差異，并在氣流作用下才實現(xiàn)的分離。而對于煙絲和梗絲而言，由于其結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致其迎風(fēng)面積不同，對應(yīng)的重力也不同。也就是說，當(dāng)煙絲的氣流速度小于其梗絲速度時理論上就能夠?qū)崿F(xiàn)梗絲與煙絲的分離。其中，上述方案實施有效性的關(guān)鍵在于選擇合適的風(fēng)選速度。

在上述分析的基礎(chǔ)上，項目組采用豎直氣流模擬吹風(fēng)試驗對渦流吸風(fēng)風(fēng)力大小進行調(diào)整，并對梗絲中的煙絲比例進行測試發(fā)現(xiàn)：在15次試驗中有其中13次的梗中含絲率低于5%，說明該方案具有一定的效果且可實施。因此，項目組確定了采用二級分選裝置改進+獨立風(fēng)分”的思路實現(xiàn)對ZJ17型卷煙機第三級梗絲分選裝置的設(shè)計，該第三級梗絲分選裝置包括有懸浮風(fēng)分裝置、梗簽收集裝置、連接輔材三個部分組成[4]。

2.1 懸浮分離腔體的結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）針對懸浮分選裝置，經(jīng)理論計算該裝置的真空發(fā)生器的氣壓分布值應(yīng)控制在-1.9bar～-2.2bar;

（2）綜合考慮壽命及成本的基礎(chǔ)上，真空發(fā)生器的型號為XFCFJ-125V;

（3）因為需匹配設(shè)備二次梗簽分離裝置的尺寸，經(jīng)過測量吹梗通道尺寸只能設(shè)計為：180×95×30mm;同時，吹梗通道角度設(shè)定為45°。

2.2 梗簽收集裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計

梗簽收集裝置包括梗簽管道口和梗簽收集器。其中，對于梗簽管道口采用彎管式的結(jié)構(gòu)形式，并采用不銹鋼的材質(zhì)。對于梗簽收集器，該裝置整個覆蓋在卷煙機后身的寬度上，位于回絲振槽的上方，與后身左側(cè)墻板連接。防止煙絲造碎與堵塞，形狀設(shè)計為圓柱體，并開長方形落料槽，采用7050鋁合金和不銹鋼的材質(zhì)。

為保證梗簽收集器內(nèi)分選后的梗絲混合物可以全部落在儲料區(qū)內(nèi)，不產(chǎn)生堆積，對梗簽收集器落料口與水平夾角進行實驗。經(jīng)過試驗，將梗簽收集器的安裝角度確定為-60°。

2.3 連接輔料的確定

為了便于實施降低成本，連接輔料采用車間的常用品牌。其中，直角氣接頭采用QSL-1/4-8;調(diào)節(jié)減壓閥采用FESTO? φ6型;正壓氣管采用PUN-8×1.2;

3 效果評估

根據(jù)“2”中的設(shè)計思路制成實物后再現(xiàn)場安裝調(diào)試后試運行發(fā)現(xiàn)：

（1）所設(shè)計的第三級梗絲分選裝置可正產(chǎn)運行;

（2）2020年5月25日至2020年6月18日（四周）對8#機組剔除梗簽的梗中含絲率做了測定。其中，云煙（云龍）平均梗中含絲率為1.98%，紫氣東來（祥瑞）為1.62%。8#ZJ17卷煙機剔除梗簽中梗中含絲率平均值為1.80%。

4 結(jié)語

為解決我廠當(dāng)前卷煙機梗中含煙絲比例較高，極易造成煙絲浪費增加成本的問題，項目組借鑒廣東中煙梅州卷煙廠《YJ17型卷煙機第三次梗絲分離裝置的研制》，對二次分選裝置進行改造，設(shè)計吹梗裝置完成梗絲的第三次分選;借鑒行業(yè)內(nèi)獨立梗絲分離裝置的結(jié)構(gòu)和真空粉末吸料機對負壓發(fā)生器的利用研制出獨立的第三次梗絲懸浮分離裝置。通過理論分析和實踐表明，所設(shè)計的第三級梗絲分選裝置可將梗中含絲率降低為1.8%。

參考文獻：

[1]孟慶濤， 張振華， 呂桂芳. YJ19卷煙機落料器的改進[J]. 煙草科技， 2007， 000（004）：19-20.

[2]高紹梁， 金登權(quán). YJ17卷煙機刀盤頂桿機構(gòu)的改進[J]. 煙草科技， 2002， 000（006）：000017-48.

[3]楊欣， 李建朝， 楊文龍. YJ19A卷煙機重量控制系統(tǒng)的改進[J]. 煙草科技， 2004.

[4]李少平， 范磊， 王秋領(lǐng)，等. YJ19卷煙機緊頭位置自動調(diào)整機構(gòu)的改進[J]. 煙草科技， 2012.

（山西昆明煙草有限責(zé)任公司，山西 太原 030000）