蜘蛛手漩渦風(fēng)機除塵裝置的研究

姚養(yǎng)峰 黃超

摘 要：本文對YJ17卷接機蜘蛛手處漩渦風(fēng)機的運行情況進行分析，發(fā)現(xiàn)其運行過程中會將部分粉塵傳送至風(fēng)機葉輪處，進而導(dǎo)致漩渦風(fēng)機負壓不穩(wěn)定，出現(xiàn)蜘蛛手夾煙不穩(wěn)掉煙的情況，為此我們針對漩渦風(fēng)機除塵裝置展開研究，從根本上解決了漩渦風(fēng)機葉輪積塵的問題，避免了蜘蛛手由于負壓不穩(wěn)，掉煙的情況，并將清理漩渦風(fēng)機的時間由原來的每月40分鐘減少到3個月1次，甚至更短。

關(guān)鍵詞：YJ17卷接機蜘蛛手漩渦風(fēng)機;積塵;除塵裝置

1 概述

YJ17煙支輸送系統(tǒng)采用蜘蛛手機構(gòu)，傳送煙支平穩(wěn)，外觀不受損傷，無撞頭現(xiàn)象，吸爪所需的負壓空氣由一臺單獨的漩渦風(fēng)機提供，保證煙支傳送工作的順利進行。傳煙負壓系統(tǒng)主要給蜘蛛手機構(gòu)提供足夠的負壓。其蜘蛛手外圍風(fēng)機的葉輪與外殼的間隙很小，長期處于煙沫和煙塵這種環(huán)境之下的蜘蛛手風(fēng)機必然受到影響，風(fēng)機內(nèi)部進入油灰后，經(jīng)常造成風(fēng)機的負壓偏低或卡死現(xiàn)象，或造成蜘蛛手風(fēng)機葉輪積塵而影響動平衡，在生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)蜘蛛手偶爾掉煙等現(xiàn)象，影響設(shè)備運行效率和煙支交接的穩(wěn)定性。蜘蛛手漩渦風(fēng)機主要是給蜘蛛手機構(gòu)提供足夠的負壓，從而使蜘蛛手傳送臂能夠穩(wěn)定地傳送煙支，但是在傳送過程中，將部分粉塵吸入漩渦風(fēng)機，附著在葉輪上，而拆卸清理葉輪費時費力。

2 除塵裝置的設(shè)計原理

除塵裝置的總體設(shè)計思想如下：第一，通過改變風(fēng)機原管路的走向，使干凈空氣與粉塵在除塵裝置中分離;第二，通過改變管路中間連接裝置結(jié)構(gòu)，使除塵裝置有足夠的安裝空間;第三，增加除塵器，避免含煙塵的負壓空氣直接進入風(fēng)機內(nèi)部。除塵裝置總體工作原理是當(dāng)漩渦風(fēng)機工作時，含塵空氣會由輸入管道經(jīng)葉輪旋風(fēng)導(dǎo)向后，在除塵罐中進行初步除塵，隨后經(jīng)過柱狀過濾網(wǎng)進一步凈化，最終由輸出管道輸送至漩渦風(fēng)機。除塵裝置主要分為三部分，即輸入系統(tǒng)、集塵系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)。具體如下：

2.1 輸入系統(tǒng) 在輸入系統(tǒng)的設(shè)計中，主要考慮兩部分，輸入管道材料的選擇和導(dǎo)向部件的選擇。①在輸入管道材料的選擇中，本方案的目標(biāo)是，在風(fēng)力傳送中，可以將風(fēng)完整的送入除塵裝置。并且盡量做到輸入通道輕巧，清潔方便的選擇要求。備選方案是鋼質(zhì)材料和鋁制材料。鋼制材料管道，雖然安裝容易，加工簡單;但是其硬度較大，容易生銹，并且磨損非常大。鋁制材料管道，不僅安裝容易，加工簡單;并且輕便，不易損耗，節(jié)約成本，具有較高的經(jīng)濟性，方便日后的拆卸清理。綜上，最終選擇鋁制輸入管道。②在導(dǎo)向部件的選擇中，設(shè)計的目標(biāo)起到導(dǎo)風(fēng)作用，設(shè)計要求是對風(fēng)導(dǎo)向后風(fēng)力的損失最小。備選方案是葉輪導(dǎo)風(fēng)和斜坡風(fēng)道導(dǎo)風(fēng)。葉輪導(dǎo)風(fēng)裝置小巧靈活，容易安裝，可實施性強;結(jié)合旋風(fēng)式除塵裝置原理，葉輪導(dǎo)風(fēng)性好，因此有效性較高;成本較低，具有很高的經(jīng)濟性。斜坡風(fēng)道裝置需要在輸入管道內(nèi)部進行改進;出口風(fēng)向控制不穩(wěn)定，因此有效性差。綜上，選擇葉輪導(dǎo)風(fēng)裝置。

2.2 集塵系統(tǒng) 集塵系統(tǒng)的設(shè)計目的是收集除塵裝置中所過濾的粉塵。選擇要求是在現(xiàn)有設(shè)備空間的基礎(chǔ)上，集塵桶容積越大越好。備選方案分為兩種，柱形集塵桶和錐形集塵桶。柱形集塵桶結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，較好地利用設(shè)備空間，可實施性強;可以達到集收過濾的塵土，因此有效性高;具有很高的經(jīng)濟性。錐形集塵桶結(jié)構(gòu)容易傾斜，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，不能夠很好地利用空間，可實施性差，成本較高。綜上，選擇柱形集塵桶作為集塵系統(tǒng)。

2.3 輸出系統(tǒng) 輸出系統(tǒng)的設(shè)計主要分為兩部分，即過濾部件的選擇和輸出通道的設(shè)計。①在過濾部件的選擇當(dāng)中，方案目標(biāo)為將凈化空氣與粉塵分離，進而達到大幅減少所含粉塵的要求，備選方案是袋式除塵器和顆粒層除塵器。袋式除塵器雖然可以達到氣固分離，能夠大幅減少所含粉塵，但是袋式除塵器部件較大不易安裝且加工周期較長。顆粒層除塵器不僅可以做到氣固分離，大幅減少氣體所含粉塵，而且其安裝容易，加工周期較短，在經(jīng)濟性上相比較袋式除塵器占有較大優(yōu)勢。綜上，選擇了顆粒層除塵器;隨后根據(jù)顆粒層除塵器形狀的特點，進一步選擇了迎風(fēng)面積較大，風(fēng)壓損耗較小的柱型過濾網(wǎng)。②在輸出通道的設(shè)計當(dāng)中，方案目標(biāo)是在現(xiàn)有空間安裝輸出通道，實現(xiàn)凈化氣體的輸出，備選方案為利用原有輸出通道重新設(shè)計輸出通道。原有輸出通道方案雖然不需要新增成本，但是由于改進后的裝置接頭部分已發(fā)生變化，繼續(xù)使用會將凈化氣體與含粉塵氣體混雜，不能達到方案目標(biāo)和要求。重新設(shè)計的輸出通道需要在原輸出通道位置處設(shè)計，雖然有一定的費用投入，但是可以達到方案目標(biāo)和選擇要求。綜上，選擇重新設(shè)計輸出通道。

3 除塵裝置設(shè)計參數(shù)

3.1 輸入管道 設(shè)計管路：接頭（40mm）+除塵罐直徑（186mm）+連接管拐彎后直線長度（70mm）+連接管拐彎前直線長度（255mm）=551mm。葉輪數(shù)目為16葉時，相對風(fēng)力損耗最小，輸入管道內(nèi)徑為60mm，且需在葉輪放置處銑一個卡槽使其穩(wěn)固，因此葉輪直徑設(shè)計為61mm。

3.2 集塵裝置 經(jīng)測量，原輸入管道距接觸底端高度為417mm，利用黃金分割法計算：417×0.618=258mm，417×（1-0.618）=159mm為使除塵桶容積最大化，故選擇其高度最高為258mm。桶蓋高度：輸出管道拐彎后直線長度（14mm）+連接管道外徑（80mm）+桶蓋與集塵桶重合部分（35mm）=129mm。要求罐體上端的集塵桶蓋固定，罐體可以拆卸清理。桶高為164mm，桶壁厚度為0.5mm。

3.3 輸出通道 集塵桶高164mm，故選用高為153mm的煙用過濾網(wǎng)，其內(nèi)徑85mm;為使輸出管道與過濾網(wǎng)緊密連接，因此設(shè)計輸出管道直徑85mm，拐彎角度45°;中間部分有軟連接。

3.4 組裝零件，安裝上機 經(jīng)過系列零部件設(shè)計，將全部零部件組裝，并安裝上機進行調(diào)試。

4 結(jié)果分析

三個月3臺卷接機組清理蜘蛛手風(fēng)機保養(yǎng)頻次進行了統(tǒng)計對比。根據(jù)數(shù)據(jù)可以看出：3號機組蜘蛛手風(fēng)機保養(yǎng)頻次明顯降低，而且一月份的清理時間30min也只是拆卸漩渦風(fēng)機葉輪的時間。

經(jīng)過驗證，蜘蛛手漩渦風(fēng)機的清理頻次從1.3次/月降低到0.3次/月，達到目標(biāo)值。

5 結(jié)論

漩渦風(fēng)機除塵裝置的研制解決了風(fēng)機嚴重積塵的問題，將蜘蛛手風(fēng)機清理頻次由原來的每月1次減少到3個月1次甚至更少，減少了蜘蛛手由于負壓不穩(wěn)掉煙所造成的停機時間，消除了損傷風(fēng)機的隱患，挽回了經(jīng)濟損失。

參考文獻：

[1]YJ17-YJ27卷接機組編寫組.YJ17-YJ27卷接機組[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2001.8.

[2]ZJ17卷接機組操作手冊[S].常德煙草機械有限責(zé)任公司.

[3]ZJ17卷接機組備件圖冊[S].常德煙草機械有限責(zé)任公司.