卷煙機自帶壓力供膠系統(tǒng)設計

陳 圣，程 亮

（紅云紅河煙草（集團）有限責任公司會澤卷煙廠，云南曲靖 654200）

0 引言

卷煙機在正常生產(chǎn)卷煙過程中，需要將煙絲用卷煙紙進行包裹，然后在卷煙紙上通過噴膠嘴涂膠粘合。如果在生產(chǎn)過程中乳膠中混入氣泡，輸送至噴膠嘴里，將造成卷煙粘合的搭口處無膠水，產(chǎn)生卷煙質量問題。行業(yè)內(nèi)將該質量問題稱為爆口煙支，爆口煙支漏氣嚴重無法抽吸，會給消費者帶來損失，影響企業(yè)形象。

在卷煙生產(chǎn)過程中，卷煙機需要連續(xù)地將乳膠涂抹在卷煙紙上，使卷煙紙包裹住煙絲，形成煙條，由于卷煙機運行速度較快，達到7000 支/min，因此對涂膠質量要求較高。卷煙機現(xiàn)有的供膠方式有兩種，一種為泵式供膠，另外一種為自重力式供膠：泵式供膠通過壓力泵將膠水供給噴膠嘴；自重力式供膠通過將膠桶放置在較高位置，通過膠水自重力供給噴膠嘴。

1 存在的問題

膠泵供膠每組卷煙機需安裝1 個膠泵，增加了故障率，維修頻繁；自重力供膠壓力小，噴膠嘴堵塞頻繁。現(xiàn)有的兩種供膠方式都存在乳膠與外界接觸的情況：當乳膠與外界接觸時間過長后，會產(chǎn)生乳膠結塊或者混入煙絲灰塵；當乳膠流入卷煙機噴膠嘴后，會導致噴膠嘴堵塞，造成煙支上膠不良。若堵塞時間短，生產(chǎn)出來的卷煙煙絲會暴露，行業(yè)內(nèi)稱為爆口煙，屬于嚴重的質量缺陷，會給企業(yè)品牌造成較大的不良影響。

2 改進原理

2.1 乳膠桶的改進

本設計的目的是提供一種卷煙機壓力供膠系統(tǒng)，以解決自重力供膠壓力小，容易堵塞造成產(chǎn)品質量隱患的問題。如圖1 和圖2 所示，新設計的卷煙機壓力供膠系統(tǒng)，包括儲膠裝置、排氣裝置、供氣裝置及噴膠嘴等。

圖1 卷煙機壓力供膠系統(tǒng)

圖2 儲膠裝置

（1）供氣裝置。至少包括空壓機和儲氣罐，用于為儲膠裝置提供相對穩(wěn)定的壓縮空氣。

（2）儲膠裝置。包括壓力桶、可伸縮袋、進氣閥、乳膠閥及吸管等，在本設計方案中，壓力桶為金屬桶或可承受設定壓力的塑料桶均可。可伸縮袋為橡膠袋，具有良好的可收縮性能，可伸縮袋的強度能夠保證其內(nèi)容的乳膠。

（3）可伸縮袋。設置于壓力桶內(nèi)，用于儲存乳膠?？缮炜s袋與壓力桶在壓力桶的桶口處通過桶蓋密封連接，在將桶蓋與壓力桶安裝后，壓力桶內(nèi)處于密封狀態(tài)，為橡膠袋內(nèi)的乳膠提供設定的壓力。

（4）進氣閥。設置于桶蓋上，進氣閥的出氣口與壓力桶和可伸縮袋之間的壓力桶內(nèi)空間連通，進氣閥的進氣口與供氣裝置通過管路連接。向壓力桶內(nèi)壁與橡膠袋外壁之間充入壓縮空氣，提高對橡膠袋的擠壓力。在壓力桶內(nèi)壁與橡膠袋之間的空間設置壓力傳感器，用于檢測該空間內(nèi)的壓力，并將檢測的壓力數(shù)據(jù)傳遞給控制器，控制器控制進氣閥開啟，向該空間內(nèi)補充壓縮空氣。橡膠袋內(nèi)乳膠量減少導致橡膠袋的體積減小，壓力桶內(nèi)壓力降低，影響出膠量的穩(wěn)定。通過壓力傳感器、控制器及進氣閥補充壓縮空氣，保證出膠量穩(wěn)定。

（5）吸管和乳膠閥。吸管設置于可伸縮袋內(nèi)，乳膠閥設置于桶蓋上，吸管的上端與乳膠閥的排膠口連接，乳膠閥的進膠口通過管路與排氣裝置的進口連通，排氣裝置的出口通過管路與噴膠嘴連接。當橡膠袋內(nèi)補充入設定量的乳膠后，乳膠閥通過吸管吸取橡膠袋內(nèi)的乳膠，通過管路輸送給噴膠嘴。

2.2 改進后的工作原理

乳膠閥的進膠口處設置有快插接頭，分別同可撥插的進膠管或卷煙機的進膠管快插連接。當需要補充乳膠時，儲膠裝置通過乳膠房可撥插的進膠管進行壓力儲膠，儲膠到設定量后直接送至卷煙機，與卷煙機的進膠管快插連接。

從進氣閥向壓力桶內(nèi)充入設定壓力的壓縮空氣，使壓力桶具有設定壓力，再通過乳膠閥向橡膠袋內(nèi)充入乳膠，當乳膠達到設定量時，關閉乳膠閥并撥下進膠管。將壓力桶安裝在卷煙機上，通過進膠管的快插接頭與乳膠閥插接連接，實現(xiàn)與噴膠嘴連通。打開乳膠閥，乳膠從吸管內(nèi)被抽出，即可實現(xiàn)對卷煙機噴膠嘴供給帶有壓力的乳膠。

隨著乳膠的使用，橡膠袋的體積逐漸減小，此時壓力桶內(nèi)的壓力下降，壓力檢測器將檢測的壓力數(shù)據(jù)傳遞給控制器，控制器控制進氣閥向壓力桶內(nèi)補充壓縮空氣到設定的壓力，這樣就能夠維持供膠的穩(wěn)定。

2.3 新增乳膠氣泡過濾裝置

現(xiàn)有的卷煙機通過膠泵或者膠水自重力供給乳膠，在添加乳膠或者儲存乳膠時，偶爾會混入氣泡。由于目前沒有安裝可以將乳膠和氣泡分離的裝置，氣泡往往會隨著管道流入噴膠嘴，操作人員在發(fā)現(xiàn)有氣泡時，采取的方法是打開乳膠閥門，讓乳膠自由流淌一段時間，以排出氣泡，該方法浪費乳膠、耗時較長。設備正常運轉時如果氣泡數(shù)量不多，操作人員無法發(fā)現(xiàn)氣泡的存在，氣泡往往會混入噴膠嘴，造成質量隱患。因此，增設了乳膠氣泡過濾裝置，如圖3 所示。

圖3 乳膠氣泡過濾裝置

過濾筒內(nèi)有相對較大的靜置空間，其一端連接有進膠管和出膠管。由于過濾筒內(nèi)的壓力相差不大，且出膠處位于過濾筒的下方，當帶有氣泡的膠液進入到過濾筒內(nèi)，氣泡會在浮力作用下上升，最終積聚到過濾筒內(nèi)腔的上部。

過濾筒的另一端設有排氣孔，排氣孔處安裝有一塞體。塞體具有兩個位置狀態(tài)：①第一位置狀態(tài)下，排氣孔連通外部空氣；②第二位置狀態(tài)下，塞體堵塞排氣孔。當過濾筒內(nèi)的上部積聚過多的空氣時，通過控制塞體處于第一位置狀態(tài)下，由于過濾筒內(nèi)的壓力要略大于大氣壓力，能夠通過排氣孔將過濾筒內(nèi)的空氣排出，達到快速排出膠液中氣泡的目的。

作為一種較佳的實現(xiàn)方式，過濾筒豎直設置，排氣孔的一端位于上端。具體實施時，并不需要過濾筒絕對豎直，只需要具有排氣孔的一端高于連接進膠管和出膠管的一端即可。為讓排氣閥在不需要排氣時能夠自動恢復到封閉狀態(tài)，可以將塞體設置成較重的重量或增設彈簧，在重力或彈簧力的作用下恢復到封閉狀態(tài)。

3 結束語

本設計實現(xiàn)卷煙機乳膠在乳膠房的壓力儲膠，儲好乳膠后直接送至卷煙機即可使用，改變了現(xiàn)有的人力添加乳膠的方式，添加乳膠更加快捷、干凈。實現(xiàn)乳膠實時帶壓力供給，可向卷煙機噴膠嘴提供更加穩(wěn)定的乳膠。改進后，乳膠在卷煙機上的儲存環(huán)境得到改善，密封良好，不會產(chǎn)生干膠，不會混入灰塵，避免了噴膠嘴堵塞。