卷煙分組加工中摻配機(jī)構(gòu)的改進(jìn)與應(yīng)用

陸成飛 樊虎 張國平 等

摘要：為解決卷煙分組加工制絲摻配工序混絲不均勻的問題，分析了混絲過程設(shè)備的組成及其影響物料狀態(tài)的因素，對(duì)摻配機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的摻配機(jī)構(gòu)增加了落料撥輥、斜滑板、90°轉(zhuǎn)角輸送帶，實(shí)現(xiàn)了各摻配物在匯總輸送帶上連續(xù)、均勻平鋪。應(yīng)用效果表明，摻配機(jī)構(gòu)改進(jìn)后，摻配匯總帶上物料分布變異系數(shù)由改進(jìn)前的1.221減小至改進(jìn)后的0.027；在分組加工條件下，混絲均勻系數(shù)由改進(jìn)前的89.2%提高至改進(jìn)后的98.8%，有效提高了物料在混絲過程中的均勻性。

關(guān)鍵詞：卷煙分組加工；摻配均勻性；摻配機(jī)構(gòu)；撥輥；轉(zhuǎn)角輸送帶

中圖分類號(hào)：TS452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）04-1024-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.04.052

Improvement and Application of Blending Mechanism in Tobacco Group Processing

LU Cheng-fei1，F(xiàn)AN Hu1，ZHANG Guo-ping2，HUANG Jian1，PENG Rong-yao2，

XU Quan-hua2，QIU Yu-Can1，ZHANG Yun-lian1

（1.Technology Centrer，China Tobacco Zhejiang Industrial Co.，Ltd.，Hangzhou 310024，China；

2.Ningbo Cigarette Factory，China Tobacco Zhejiang Industrial Co.，Ltd.，Ningbo 315040，Zhejiang，China）

Abstract：The uniformity of tobacco is one of the most important factors effecting the physical and sensory quality of cigarettes.To improve the uniformity of tobacco in tobacco group processing， the blending mechanism was improved.By analyzing the mechanical parts of the blending mechanism and the factors influencing tobacco mixing uniformity，the blending mechanism was modified as followings：new separation rollers and corner belt conveyors were installed to the blending mechanism to improve the uniformity of tobacco. The results of application showed that after improvement，the variation coefficient of tobacco distribution on blending summary belt decreased from 1.221 to 0.027， the tobacco mixing uniformity raised from 89.2% to 98.8%，which demonstrated that the uniformity of tobacco was effectively improved after the blending mechanism improvement.

Key words： tobacco group processing； tobacco mixing uniformity； blending mechanism； separation roller； corner belt conveyor

在制絲加工過程中，混絲工段是將各種摻配物料（如葉絲、膨脹煙絲、膨脹梗絲、再造煙絲、回用煙絲等）定量摻配，經(jīng)過加香、混絲工序以實(shí)現(xiàn)混合均勻，混絲的均勻性決定了卷煙產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定[1]。葉絲結(jié)團(tuán)及纏繞一直是影響混絲均勻性的重要因素[2]，在分組加工模式下對(duì)摻配均勻性影響更加顯著。因此，研究者針對(duì)提高混絲均勻性開展了大量研究[3-7]。目前提高混絲均勻性的研究主要集中在兩個(gè)方面：一類是通過增加加香筒長(zhǎng)度[8]或在混絲工序增加摻配柜[9，10]等措施延長(zhǎng)混合時(shí)間的方法；另一類是通過增加混絲設(shè)備以提高物料分散程度[2，11]的方法，上述兩種方法在一定程度上均改善了混絲均勻性，但在提高混絲均勻性的同時(shí)，也帶來了場(chǎng)地占用增加、設(shè)備投資增大以及造碎增加等諸多弊端。本研究通過觀測(cè)實(shí)際摻配過程物料狀態(tài)，分析影響物料狀態(tài)的因素，建立了摻配物落料模型，為摻配機(jī)構(gòu)的優(yōu)化提供理論支撐，進(jìn)而改進(jìn)摻配機(jī)構(gòu)，以達(dá)到在不增加工序、不增加占地面積的前提下，提高混絲均勻性。

1 卷煙分組制絲摻配流程

制絲摻配工序，通常采用以烘絲出料葉絲為基準(zhǔn)流量，各摻配物按設(shè)定摻配比例通過PLC自動(dòng)控制調(diào)節(jié)摻配絲流量，葉絲與摻配絲經(jīng)各自傳送帶輸送后于摻配匯總輸送帶上匯總混合，而后進(jìn)入加香工序進(jìn)行加香處理。各摻配物料與摻配匯總輸送帶之間呈垂直分布，物流及信息流見圖1。分組加工模式下?lián)脚涔ば蛭锪髋c信息流總體上與傳統(tǒng)模式相同。

2 卷煙分組制絲摻配存在的問題

在摻配過程中，對(duì)膨脹煙絲、膨脹梗絲、再造煙絲、葉絲等不同摻配物料在同一觀測(cè)點(diǎn)不同時(shí)刻的落料狀態(tài)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)無論何種物料，經(jīng)皮帶秤后，其在落料口均下落不均勻，隨機(jī)落下如圖2所示。

對(duì)摻配后匯總輸送帶上匯總物料狀態(tài)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)摻配匯總輸送帶上，各物料平鋪不均勻：橫截面方向，中間物料偏高，兩邊物料呈拋灑狀；縱截面方向，物料呈不規(guī)則線性、高低起伏，分布狀態(tài)如圖3所示。

根據(jù)摻配流程，建立摻配落料模型如圖4所示。不考慮其他因素條件下，各物料在其皮帶秤末端以皮帶秤線速度v物為初速度，從h高度拋下，據(jù)公式（1）可計(jì)算其理論落料位置距拋落起點(diǎn)的水平距離d。由公式（1）可知，當(dāng)落料高度一定時(shí)，落料中心距離僅由皮帶秤線速度決定。各摻配秤流量因摻配物料配方比例不同而不同，導(dǎo)致各摻配電子皮帶秤線速度存在差異。不同摻配物料在摻配匯總帶上的中心點(diǎn)d位置無法重合。

d=■v物 （1）

其中，h：落料高度；d：落料中心距離；v物：物料運(yùn)行速度，即皮帶秤線速度；g：重力加速度。

同時(shí)由于摻配對(duì)象的結(jié)團(tuán)以及物料的彼此纏繞[2]，同一物料在輸送帶落料口處并非均以其皮帶秤線速度為初始速度拋出，其初速度因物料結(jié)團(tuán)或纏繞程度不同而存在差異，從而導(dǎo)致圖2所示的在皮帶秤出料端面隨機(jī)落料的現(xiàn)象，繼而加劇匯總輸送帶上不均勻的物料分布狀態(tài)。

3 改進(jìn)方法

在保留原有摻配機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過在摻配落料端位置增加撥輥裝置提高各物料松散程度以實(shí)現(xiàn)均勻落料；在摻配落料口增加轉(zhuǎn)角輸送裝置，以消除因各皮帶秤線速度不同而導(dǎo)致的摻配匯總帶鋪料不均勻。

3.1 摻配落料端增加撥輥裝置

改進(jìn)后在摻配落料段增加2組撥輥裝置，撥輥結(jié)構(gòu)及安裝位置如圖5所示。摻配物料1經(jīng)皮帶秤2后，經(jīng)過兩組同向運(yùn)轉(zhuǎn)的上撥輥3、下?lián)茌?后落料，通過撥輥的主動(dòng)撥料，一方面對(duì)結(jié)團(tuán)或纏繞物料起到一定分散作用，同時(shí)也為各摻配皮帶秤物料提供了相同的初始速度v物。增加撥輥裝置后，物料在落口處由隨機(jī)下落改善為分散均勻下落，摻配匯總帶上物料分布狀態(tài)較加裝前有明顯改善，如圖6所示。

3.2 匯總輸送帶前采用轉(zhuǎn)角輸送裝置

改進(jìn)后在落料口增加落料斜輸送板以及轉(zhuǎn)角輸送裝置，如圖7所示。物料在經(jīng)摻配皮帶秤落料口撥輥后，經(jīng)一斜落料板1滑落至轉(zhuǎn)角輸送帶2上，轉(zhuǎn)角輸送帶出口與匯總輸送帶平行。通過轉(zhuǎn)角輸送裝置，摻配物料出口與摻配匯總帶的布局方式由改進(jìn)前的垂直布局改變?yōu)槠叫胁季?，從而消除了各物料因其下落初速度不同而?dǎo)致的其在摻配匯總輸送帶上落料中心點(diǎn)不重合問題。物料由摻配秤定量管等寬落料、等寬輸送，實(shí)現(xiàn)了在摻配匯總輸送帶上的均勻、連續(xù)、平鋪。

4 改進(jìn)效果

4.1 物料平鋪均勻性

對(duì)同一物料改進(jìn)前后匯總帶上物料分布的均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果如表1所示。由表1可見，摻配機(jī)構(gòu)改進(jìn)后物料鋪料均勻性大幅提升，匯總輸送帶各方格內(nèi)物料重量標(biāo)準(zhǔn)偏差有效降低，變異系數(shù)由改進(jìn)前的1.221提升至改進(jìn)后的0.027。圖8為摻配機(jī)構(gòu)改進(jìn)后的物料分布狀況。從圖8中可看出，物料在匯總輸送帶上呈連續(xù)、穩(wěn)定、均勻、平鋪分布。

4.2 混絲均勻性

按照YC/T426-2012標(biāo)準(zhǔn)[7]，在混絲柜后取樣、檢測(cè)，對(duì)摻配機(jī)構(gòu)改進(jìn)前后傳統(tǒng)加工和分組模式下的混絲均勻性進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。由表2可見，摻配機(jī)構(gòu)改進(jìn)前，分組加工模式下的混合均勻性系數(shù)（89.2%）較傳統(tǒng)加工模式（99.1%）明顯降低；摻配機(jī)構(gòu)改進(jìn)后，分組加工模式下的混合均勻系數(shù)（98.8%）達(dá)到傳統(tǒng)加工模式下（99.0%）的均勻性水平。

4.3 造碎影響

按卷煙工藝規(guī)范[12]，在摻配機(jī)構(gòu)改進(jìn)前后對(duì)同一組分葉絲在摻配前、后取樣、檢測(cè)，評(píng)價(jià)摻配機(jī)構(gòu)改進(jìn)對(duì)物料造碎的影響，結(jié)果見表3。由表3可見，①物料整絲率摻配后較摻配前均呈一定程度下降，碎絲率呈一定程度上升；②摻配機(jī)構(gòu)改進(jìn)前后，整絲率、碎絲率變化差異不明顯。

5 小結(jié)

制絲摻配機(jī)構(gòu)改進(jìn)后，實(shí)現(xiàn)了各摻配物料的均勻落料以及摻配匯總輸送帶上的連續(xù)、均勻、平鋪。在不增加工序的條件下，通過就地、局部改進(jìn)，即可有效提高分組加工模式下多組分葉絲摻配時(shí)的混絲均勻性。相對(duì)于其他工藝，本研究減少了場(chǎng)地、設(shè)備、能耗等投入，簡(jiǎn)化了工藝流程，為提高分組加工模式下的混絲均勻性提供了一種新的思路。

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