一種降低NH13 型薄板烘絲機干頭煙絲量裝置的設(shè)計及應(yīng)用

張選順 侯琪琛 楊 剛 馬 敬 陳映衡 李 迪

（紅塔煙草（集團）有限責任公司玉溪卷煙廠，云南 玉溪 653100）

目前產(chǎn)品的市場競爭越來越激烈, 卷煙產(chǎn)品市場同樣如此,消費者對卷煙產(chǎn)品的感官品吸和內(nèi)在品質(zhì)要求越來越高, 質(zhì)量已成為企業(yè)追求利潤的主題。薄板烘絲機是煙草制絲生產(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備之一,它是一種蒸汽加熱的滾筒薄板式烘絲機,采用傳導(dǎo)-對流干燥的綜合方式,使葉絲通過與筒內(nèi)的熱風、筒壁及抄板的有效接觸對煙絲進行快速干燥定型,增加煙絲卷曲度、彈性和填充值,提高煙絲品質(zhì)和吸味,達到烘絲工藝所要求的含水率[1]。薄板烘絲機在生產(chǎn)過程中,由于料頭開始時電子秤上流量較少,而烘絲機的熱風溫度、筒壁溫度均已預(yù)熱到正常的生產(chǎn)溫度,會將煙絲烘干,出口含水率遠遠低于工藝標準設(shè)定值,進而導(dǎo)致卷制工序造碎率大大提高,原材料消耗增大,對煙支的感官品吸質(zhì)量具有重大影響。

本文為有效、準確控制烘絲過程中的干頭煙絲量,研制了干頭自動攢料裝置, 通過在NH13 型烘絲機入口振槽上增設(shè)自動攢料裝置,同時在烘絲機控制程序中設(shè)計相對應(yīng)的功能塊,實現(xiàn)了干頭煙絲量的自動攢料控制。

1 干頭煙絲產(chǎn)生原因及分析

在薄板烘絲機正常生產(chǎn)過程中,《卷煙工藝規(guī)范》規(guī)定薄板烘絲機批次干頭重量應(yīng)小于批次重量的0.6%[2]。車間生產(chǎn)線投料量為1000 Kg 批,因此每批次干頭干尾質(zhì)量應(yīng)不超過6Kg,對車間生產(chǎn)正常批次進行隨機取樣,取20 批干頭煙絲稱量結(jié)果統(tǒng)計見表1, 平均每批次干頭干尾質(zhì)量為6.85 Kg, 占投料量的0.685%。

圖3 氣動控制線路圖

表1 目前生產(chǎn)干頭煙絲量統(tǒng)計表

由表1 可知,目前生產(chǎn)批次的干頭煙絲量均大于《卷煙工藝規(guī)范》規(guī)定的值6Kg,因此目前的生產(chǎn)工藝和設(shè)備控制無法達到工藝要求。NH13 型烘絲機在料頭階段產(chǎn)生干頭原因主要是由于料頭階段由于煙絲流量遠遠小于設(shè)定值,烘絲熱風溫度值、筒壁溫度值等關(guān)鍵參數(shù)均已達到工藝標準設(shè)定值, 煙絲進入滾筒會造成煙絲加工過度,不能滿足工藝考核要求,就會出現(xiàn)一定量的干頭煙絲,在后續(xù)風送至煙絲卷制加工過程中出現(xiàn)造碎率大,影響成品煙支的質(zhì)量、產(chǎn)量。

2 干頭控制方案設(shè)計及實施

2.1 烘絲機入口振槽自動攢料裝置設(shè)計及實施

通過對工藝控制相關(guān)參數(shù)分析, 由于工藝標準規(guī)定對控制參數(shù)(例如:熱風溫度、混合風門開度等)進入正常生產(chǎn)狀態(tài)不允許修改,因此通過相關(guān)分析試驗得出,增加料頭煙絲的流量能夠有效降低煙絲干頭量。本車間采用的方案是在烘絲機入口振槽上設(shè)計一個干頭自動攢料裝置, 通過氣缸控制的翻板活門裝置進行攢料,并在槽體上增加收窄裝置,防止煙絲從槽體邊緣漏料,達到最佳攢料效果。

干頭自動攢料裝置氣動控制原理原理圖如圖1,具體裝置實施如圖2-3, 從圖1 可知壓縮空氣空過調(diào)壓閥連接到二位五通閥上,用于控制氣缸動作,進而控制活門開閉狀態(tài)。

圖1 干頭自動攢料裝置氣動控制原理圖

圖2 翻板活門和槽體收窄裝置設(shè)計安裝圖

2.2 PLC 控制程序設(shè)計

PLC 控制原理:當批次開始時,生產(chǎn)線正常運行,烘絲機預(yù)熱達到正常設(shè)定值時等待煙絲進入滾筒內(nèi)加工, 當煙絲到達烘絲機前的電子皮帶秤時, 煙絲的流量信號就會產(chǎn)生一個上升沿送給PLC,PLC 模塊檢測到該信號后立即觸發(fā)IEC 定時器T1 啟動計時(T1 的設(shè)定時間為入口振槽持續(xù)攢料的設(shè)定時間)控制入口振槽進入自動攢料狀態(tài),當入口振槽攢料裝置到達設(shè)定的攢料時間后通過雙向電磁閥控制氣缸打開, 煙絲進入烘絲機正常生產(chǎn),程序設(shè)置有手動和自動模式兩種功能,實現(xiàn)雙重保護機制,其中在自動模式狀態(tài)下入口攢料裝置執(zhí)行攢料功能,攢料的持續(xù)時間通過試驗確定最佳值為13Kg,手動模式下通過操作工人手動開關(guān)活門實現(xiàn)攢料功能。

3 實際應(yīng)用效果

3.1 干頭煙絲量驗證

按照以上方案在NH13 型薄板烘絲機入口振槽上加裝干頭煙絲量自動攢料裝置后, 隨機抽取20 批次干頭煙絲量進行統(tǒng)計,見表2。

表2 改進后干頭煙絲量統(tǒng)計表

由表2 可知, 批次干頭煙絲量平均值由原來的6.85 Kg 降低到4.36 Kg,干頭煙絲量下降36.3%,達到了較好的改進效果。

3.2 產(chǎn)生的經(jīng)濟效益

煙絲價格按所生產(chǎn)牌號平均價格計算,煙絲價格為123.5 元/Kg,干頭煙絲需反摻加入到混合型牌號中,其煙絲價格為41.01元/Kg,按照日飽和生產(chǎn)6 批,2020 年生產(chǎn)按215 天計算,產(chǎn)生的最大效益計算如下:煙絲產(chǎn)出增加的收益=煙絲節(jié)約價格×干頭節(jié)約量×批次×天數(shù)=(123.5-41.01)×(6.85-4.36)×6×215≈26.4 萬元。從以上分析可知,年煙絲產(chǎn)出增加的效益約為26.4 萬元,具有較大的經(jīng)濟效益,降低了企業(yè)的成本。

4 結(jié)論

本設(shè)計分析了NH13 型薄板烘絲機干頭煙絲產(chǎn)生的原因,提出方案在烘絲機入口振槽上設(shè)計了煙絲自動攢料裝置。實際運行結(jié)果表明,該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,干頭煙絲量明顯減少,降低了煙絲的造碎率,減少了原材料的消耗,提高了煙絲利用率和產(chǎn)品質(zhì)量,達到了設(shè)備改進的預(yù)期效果,在煙草行業(yè)制絲線具有較大的推廣價值。