煙草用真空回潮機(jī)溫度檢測(cè)緩沖裝置的設(shè)計(jì)

新鄭卷煙廠 黃光富 張洪升 范愛軍

煙草用真空回潮機(jī)溫度檢測(cè)緩沖裝置的設(shè)計(jì)

新鄭卷煙廠 黃光富 張洪升 范愛軍

新鄭卷煙廠兩臺(tái)WZ1004A型煙草用噴射式真空回潮機(jī)在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)溫度檢測(cè)不準(zhǔn)確（偏高），真空回潮機(jī)內(nèi)部的實(shí)際真空度已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，設(shè)備抽真空系統(tǒng)卻不能停下來，影響了下一步工作的進(jìn)行和正常生產(chǎn)。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，在真空回潮機(jī)內(nèi)部的真空度很低的情況下，為溫度傳感器提供傳熱的溫度檢測(cè)緩沖裝置中的傳導(dǎo)水基本已蒸發(fā)完，只剩下很少一部分水浸泡著溫度傳感器的端部，致使真空回潮機(jī)內(nèi)部的溫度不能被準(zhǔn)確檢測(cè)出來。因此對(duì)溫度檢測(cè)緩沖裝置進(jìn)行了改造，以使溫度傳感器能夠檢測(cè)真空回潮機(jī)內(nèi)部的真實(shí)溫度。

一、WZ1004A真空回潮機(jī)的工作原理及溫度檢測(cè)原理

WZ1004A型真空回潮機(jī)在正常工作時(shí)是一個(gè)密閉的空間，與它相連的有一套蒸汽噴射泵，利用文丘里管的原理用水蒸氣把真空回潮機(jī)中的空氣抽出來，其工作原理如圖1所示。當(dāng)真空回潮機(jī)內(nèi)部的真空度達(dá)到1 066Pa時(shí)，蒸汽噴射泵停止工作，蒸汽加濕系統(tǒng)自動(dòng)向真空回潮機(jī)內(nèi)部加入增濕水，為內(nèi)部的煙葉提供加濕用水。

圖 1WZ1004A真空回潮機(jī)的工作原理

目前，容器真空度的檢測(cè)設(shè)備價(jià)格昂貴，且檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。由于容器的真空度與容器內(nèi)部的溫度成一定的比例關(guān)系，在實(shí)際使用中可以把容器中的溫度換算成真空度，來控制設(shè)備的運(yùn)行。但是在容器內(nèi)部的真空度較低的情況下，內(nèi)部的傳導(dǎo)物質(zhì)很少，用目前的常規(guī)溫度檢測(cè)設(shè)備不能很好地檢測(cè)到內(nèi)部的溫度。在處理這一問題時(shí)，不同的使用場(chǎng)合會(huì)有不同的設(shè)計(jì)理念，WZ1004A型真空回潮機(jī)是用檢測(cè)容器中水的方法解決這一問題，具體工作原理如圖2所示。

圖 2 溫度檢測(cè)緩沖裝置

正常情況下，圖2中的緩沖裝置中始終有水，這一部分水是上一次工作循環(huán)時(shí)留下來的，浸泡著溫度傳感器的檢測(cè)部位，以便于溫度的正常傳導(dǎo)。當(dāng)真空回潮機(jī)內(nèi)部的真空溫度較低時(shí)，這一部分水通過連通口蒸發(fā)進(jìn)入真空回潮機(jī)內(nèi)部箱體中。為了解決這一問題，設(shè)計(jì)了水補(bǔ)充裝置，以使溫度傳感器的檢測(cè)部位始終處于水的浸泡中。

二、存在的問題

溫度檢測(cè)緩沖裝置補(bǔ)充的水來自常溫下的軟化水。真空回潮機(jī)內(nèi)部的低溫與這部分補(bǔ)充水的溫度交換需要一定的時(shí)間過程，這時(shí)溫度傳感器檢測(cè)的溫度比實(shí)際溫度要高，系統(tǒng)就會(huì)誤以為箱體中的真空度沒有達(dá)到要求，蒸汽抽真空系統(tǒng)便一直工作，從而延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，影響了正常生產(chǎn)。

三、初步改造

1.修改PLC程序，不讓補(bǔ)充水裝置向緩沖裝置中補(bǔ)充水。當(dāng)真空回潮機(jī)內(nèi)部的真空度達(dá)到一定值后，緩沖裝置中的水通過連通口蒸發(fā)進(jìn)入箱體中，僅剩下很少一部分水浸泡著溫度傳感器的端部，溫度傳感器檢測(cè)部位的大部分處于真空度很低的空間中，這時(shí)，真空回潮機(jī)內(nèi)部溫度不能很好地傳導(dǎo)給溫度傳感器，檢測(cè)出的實(shí)際溫度還是偏高。

2.斷開補(bǔ)充水裝置中水補(bǔ)充閥門前的Φ10mm的銅管，重新使用PLC程序，只是這時(shí)補(bǔ)充的不是水，而是外界中的空氣。由于此時(shí)真空回潮機(jī)內(nèi)部已處于真空狀態(tài)，圖2中顯示的補(bǔ)充水管子的端部處于緩沖裝置中的下沿，一旦打開，水補(bǔ)充閥門外面的空氣很快地進(jìn)入，緩沖裝置底部的水被很快沖起，有部分水迸濺到溫度傳感器檢測(cè)部位。這樣的改造會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)的溫度不穩(wěn)定，時(shí)高時(shí)低，造成真空系統(tǒng)抽真空的時(shí)間相差很大，不能從根本上解決溫度失真問題。

四、對(duì)系統(tǒng)的觀察與分析

當(dāng)容器中的空氣分子較少時(shí)，熱量的傳導(dǎo)也較少，用傳統(tǒng)方法已不能檢測(cè)出容器內(nèi)部的溫度，設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)緩沖裝置的目的就是要解決在低真空度的情況下熱的傳導(dǎo)問題，即用和真空回潮機(jī)已經(jīng)充分熱傳導(dǎo)過的水溫代替真空回潮機(jī)內(nèi)部的溫度，但是水的沸點(diǎn)隨著容器內(nèi)部真空度的降低也會(huì)降低，這也是緩沖裝置內(nèi)部的水隨著真空度的降低而減少的原因。

經(jīng)過觀察，當(dāng)真空回潮機(jī)內(nèi)部的真空度達(dá)到1 066Pa時(shí)，緩沖裝置底部的水雖然減少了，但沒有完全蒸發(fā)，還剩下很少一部分水浸泡著溫度傳感器的端部。

五、問題的解決

1.設(shè)計(jì)安裝溫度檢測(cè)緩沖裝置。經(jīng)過觀察，緩沖裝置底部的水雖然少，但還是有的，由于生產(chǎn)廠家把溫度傳感器垂直放置，才導(dǎo)致只有少部分水浸泡著溫度傳感器的端部。如果把溫度傳感器水平放置，緩沖裝置底部微量的水就能夠完全浸泡著溫度傳感器，這樣，既能夠達(dá)到溫度檢測(cè)緩沖裝置的設(shè)計(jì)目的，又能夠準(zhǔn)確檢測(cè)真空回潮機(jī)內(nèi)部的溫度。為此，設(shè)計(jì)了圖3所示的裝置。

圖 3 新設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)緩沖裝置

2.設(shè)備對(duì)接緩沖裝置。真空回潮機(jī)原來的溫度緩沖裝置是一個(gè)外徑Φ220mm、內(nèi)徑Φ120mm的法蘭盤，壓著一個(gè)外徑Φ180mm的鋼化玻璃，用來觀察水位情況。壓鋼化玻璃的法蘭盤去掉以后，里面又是一個(gè)法蘭盤，新設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)緩沖裝置剛好連接到這個(gè)法蘭盤上。具體工作原理如圖4所示。

圖 4 緩沖裝置設(shè)備的對(duì)接

通過以上改造，真空泵抽真空時(shí)間由原來的最長(zhǎng)10min減少到4min，并且煙葉增濕穩(wěn)定，滿足了工藝要求。

需要注意的是，由于WZ1004A型真空回潮機(jī)的設(shè)計(jì)廠家用溫度檢測(cè)真空度，改造過程中沒有辦法看到實(shí)際箱體中的真空度，只能根據(jù)系統(tǒng)的抽真空時(shí)間以及內(nèi)部煙絲的回透情況，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷實(shí)際的真空度情況。