新型打葉復(fù)烤落料器篩網(wǎng)的研究與應(yīng)用

李貴平，周云春，陳俊龍，陳 成

（紅塔集團玉溪卷煙廠，云南玉溪 653100）

0 引言

云南玉溪卷煙廠復(fù)烤二車間打葉風(fēng)分線現(xiàn)用落料器是Mactavish 公司設(shè)計的篩鼓式切向落料器，屬于20 世紀(jì)90 年代初的產(chǎn)品。主要承擔(dān)打葉去梗后氣葉分離和塵葉分離的重要作用。落料器是打葉機組、風(fēng)分系統(tǒng)中不可缺少的部件,起到物料分離的作用,落料器具有分料效率高、處理風(fēng)量大、能夠保持暢通的風(fēng)力系統(tǒng)等優(yōu)點,切向落料以結(jié)構(gòu)緊湊,性能良好,安全可靠等優(yōu)點,在風(fēng)送及風(fēng)分系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用,是打葉復(fù)烤設(shè)備中氣力輸送設(shè)備的主要裝置。

1 切向落料器結(jié)構(gòu)及工作原理

切向落料器是利用物料的慣性和氣流方向改變的原理,達到將物料從氣體中分離出來的作用,切向落料器工作原理如圖1所示。切向落料器主要由進料扁管、排氣筒、分料器體、星形排料閥（氣鎖）及落料器篩網(wǎng)組成。工作原理：當(dāng)風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的2 臺風(fēng)機強制吸風(fēng)時,通過除塵管道使排氣筒形成負(fù)壓。由于排氣筒的吸風(fēng)作用,分料器體內(nèi)形成負(fù)壓真空狀態(tài)；物料和空氣在吸料嘴處負(fù)壓吸風(fēng)的作用下，通過進料管以較高的速度進入分料器體內(nèi)；物料在離心力的作用下被推向圓孤器壁,迫使其改變運動方向,又在重力的作用下沉降到星形排料閥（氣鎖），隨著星形排料閥（氣鎖）葉片的轉(zhuǎn)動，物料被卸出，并被一次拋料輥拋向風(fēng)分倉，含塵空氣通過排氣筒和除塵管道進入除塵器內(nèi)除塵，如此周而復(fù)始,形成暢通無阻的風(fēng)力系統(tǒng)。

星形排料閥（氣鎖）是隔斷氣流使物料順利通過的裝置，同時切向落料器與除塵器配合，實現(xiàn)風(fēng)分段的物料與灰塵的分離。落料器篩網(wǎng)（圖2）用1.5 mm 厚不銹鋼鋼板卷制而成，板上沖有直徑3 mm 通孔，輔以導(dǎo)流肋板、筋板、端板、篩網(wǎng)軸組成。軸兩端的軸承座安裝在殼體上，篩網(wǎng)的轉(zhuǎn)速（16～18）r/min。

圖1 切向落料器結(jié)構(gòu)

圖2 落料器篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意

2 存在的問題

由于切向落料器型體結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理及內(nèi)排氣筒風(fēng)速偏高等原因,使用中存在以下問題：①內(nèi)排氣筒風(fēng)速較高、負(fù)壓大，在篩網(wǎng)兩端會吸附大量葉片，造成篩網(wǎng)兩端網(wǎng)孔堵塞（圖3）；②由于篩網(wǎng)兩端網(wǎng)孔堵塞，在切向落料器上方物料扁管兩側(cè)就會產(chǎn)生風(fēng)力渦流，造成物料堆積現(xiàn)象（圖4）,物料的堆積將導(dǎo)致停機，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的連續(xù)性；③由于篩網(wǎng)兩端網(wǎng)孔堵塞，造成氣鎖落料不均勻，兩端物料多，中間物料少，降低風(fēng)分效率。

要找到篩網(wǎng)堵塞的原因，一定要了解物料的物理、風(fēng)動特性，必須要控制好以下因素：①氣料比。氣料比是單位質(zhì)量氣體所能輸送的物料質(zhì)量；②進料口風(fēng)速。進料口風(fēng)速過低，葉梗分離效果差，過高則系統(tǒng)壓損增大，噪聲及能耗增大；③出料口風(fēng)速。出料口風(fēng)速過低會導(dǎo)致管道內(nèi)粉塵沉降，過高會造成跑片現(xiàn)象。

圖3 篩網(wǎng)兩端吸附煙葉

圖4 進料管堵塞物料

用風(fēng)速儀進行現(xiàn)場測試計算，氣料比為0.3，進料口風(fēng)速22 m/s，排氣管風(fēng)速7 m/s，以上數(shù)值均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)?，F(xiàn)場觀察確認(rèn)殼體及篩網(wǎng)安裝正確，無歪斜現(xiàn)象，兩端密封良好。分析篩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)及工作原理，當(dāng)風(fēng)機從兩端過渡風(fēng)管吸風(fēng)時，物料被風(fēng)帶向兩側(cè)，用風(fēng)速儀測量篩網(wǎng)兩側(cè)和中部風(fēng)速，發(fā)現(xiàn)篩網(wǎng)兩側(cè)風(fēng)速明顯高于中間風(fēng)速，造成篩網(wǎng)兩端吸附上大量煙葉，導(dǎo)致截面物料分布不均，進料管堵塞的故障。

3 解決辦法

圖5 篩網(wǎng)

車間的切向落料器篩網(wǎng)主要使用均勻分布的不銹鋼網(wǎng)孔篩網(wǎng),中心為一通軸，通過兩端支環(huán)與篩網(wǎng)連接，軸兩端通過軸承座安裝在殼體上，如圖5所示。為解決篩網(wǎng)網(wǎng)面風(fēng)速不均勻，篩網(wǎng)兩端煙葉吸附，網(wǎng)孔堵塞問題，設(shè)計新型落料器篩網(wǎng)，使內(nèi)排氣筒里的風(fēng)速及風(fēng)壓均勻，達到消除篩網(wǎng)兩端網(wǎng)孔堵塞的現(xiàn)象，解決切向落料器上方物料扁管兩側(cè)物料堆積問題，使物料下落均勻，提高風(fēng)分效率。

利用空氣動力學(xué)原理，設(shè)計新的落料器篩網(wǎng)網(wǎng)孔。使用圓形篩網(wǎng)長3600 mm、直徑620 mm，網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)為：孔徑3 mm、孔距7.66 mm，每個圓周孔數(shù)402 個，長度方向總排數(shù)882 個，1 個落料器網(wǎng)孔總數(shù)402×882=354 564 個。新篩網(wǎng)的設(shè)計思路是保持篩網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑不變，篩網(wǎng)長度中間位置網(wǎng)孔數(shù)402 個不變，網(wǎng)孔數(shù)由中間向兩端逐步遞減（圖6），設(shè)計為將長度方向網(wǎng)孔等分20 份，中間網(wǎng)孔數(shù)402 個不變，然后每份向兩端逐步遞減20個，兩端網(wǎng)孔數(shù)為222 個。

落料器篩網(wǎng)的設(shè)計必須使空氣順利排走而不帶走物料，篩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)尺寸,會直接影響篩網(wǎng)內(nèi)部的氣流、氣壓，還會對風(fēng)分效率造成直接影響。篩網(wǎng)制成后做風(fēng)洞實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析落料器篩網(wǎng)內(nèi)部在水平方向上各點風(fēng)力的負(fù)壓情況，再調(diào)整篩網(wǎng)網(wǎng)孔遞減數(shù)目，使篩網(wǎng)內(nèi)部風(fēng)力達到各點平衡一致。當(dāng)風(fēng)機從落料器吸風(fēng)時，整個轉(zhuǎn)網(wǎng)的網(wǎng)面風(fēng)速更加均勻，物料在設(shè)備寬度方向上也趨于一致，不會跑偏。新設(shè)計的落料器改變篩網(wǎng)網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔數(shù)目由中間向兩端逐步遞減，最終達到落料器篩網(wǎng)內(nèi)部各點風(fēng)速、負(fù)壓平衡一致。

圖6 新設(shè)計的篩網(wǎng)

4 結(jié)語

篩網(wǎng)制成后在線安裝測試，并對使用效果進行檢測。正常生產(chǎn)一段時間后，篩網(wǎng)兩端網(wǎng)孔未出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，落料口落料均勻，料氣分離效果和回風(fēng)效果良好，同時也解決了進料管堵塞物料的現(xiàn)象，保證下一風(fēng)分或運輸工序供料均勻，提高了風(fēng)分設(shè)備的風(fēng)分效率。風(fēng)分機的風(fēng)分效率不僅與來料穩(wěn)定有關(guān)，風(fēng)分風(fēng)速和風(fēng)速的均勻性也是至關(guān)重要的。

落料器堵塞的原因較多，結(jié)合現(xiàn)場工作實際，通過分析切向落料器堵塞原因，結(jié)合空氣動力學(xué)原理，制作新型打葉復(fù)烤落料器篩網(wǎng)。經(jīng)過運行觀察，解決了篩網(wǎng)兩端網(wǎng)孔堵塞，物料堆積等問題，降低了切向落料器故障率，保證設(shè)備的正常運行和生產(chǎn)的連續(xù)性，為企業(yè)創(chuàng)造了一定效益。新型打葉復(fù)烤落料器篩網(wǎng)已成功申請實用新型專利，增加了企業(yè)的無形資產(chǎn)，提高了企業(yè)的競爭力。