煙梗來料霧化噴水裝置的設(shè)計(jì)

□ 付來強(qiáng) □ 郭建剛 □ 趙 波 □ 任亞寧

甘肅煙草工業(yè)有限責(zé)任公司天水卷煙廠 甘肅天水 741024

1 設(shè)計(jì)背景

筆者單位煙梗梗絲用量大,月均生產(chǎn)煙梗梗絲多。因?yàn)闊煿砹纤制?達(dá)不到切梗機(jī)對(duì)煙梗來料水分的要求,所以造成煙梗梗絲厚薄不均現(xiàn)象比較明顯。

針對(duì)切前煙梗來料水分少這一問題,目前采取的措施是煙梗送入車間前在物流分中心庫(kù)房由人工將加水軟管連接的錐形噴頭插入煙包進(jìn)行噴水,噴水后的煙梗在庫(kù)房指定位置存放,隔天送入車間使用[1]。雖然噴水后煙梗水分有所增加,但是不同產(chǎn)地的煙梗吸收水分的能力不同[2],而且人工操作加水量無法精確控制,每包煙梗的加水量有差異,仍然達(dá)不到切梗機(jī)設(shè)備性能對(duì)煙梗來料含水量的要求,造成切后煙梗梗絲厚薄不均,偏差較大,最終導(dǎo)致經(jīng)烘絲機(jī)干燥處理后的煙梗梗絲含水率合格率低。

筆者針對(duì)煙梗來料水分偏低的問題進(jìn)行深入分析,設(shè)計(jì)研發(fā)煙梗來料霧化噴水裝置,對(duì)煙梗來料進(jìn)行定量噴水,提高煙梗來料的水分及均勻性,以滿足切梗機(jī)對(duì)煙梗來料水分的要求。

2 噴水量

切前煙梗來料水分平均值為27.053%,據(jù)此計(jì)算噴水量要求水分提高約3個(gè)百分點(diǎn),才能夠達(dá)到切梗前煙梗來料水分工藝要求的28%～33%。

使用電動(dòng)噴霧器進(jìn)行噴水,電動(dòng)噴霧器的容積為20 L,噴完需要用時(shí)11.366 6 min,每分鐘噴水量為1.759 5 L,每小時(shí)噴水量為105.57 L。

通常每批煙梗生產(chǎn)用時(shí)1.33 h,則每批煙梗的噴水量為140.41 L。

通過計(jì)算,在每批煙梗噴水量為140.41 L的情況下,切梗前煙梗水分提高3.2個(gè)百分點(diǎn),符合切梗機(jī)對(duì)煙梗來料的水分工藝要求。

3 位置

煙梗從物流分中心運(yùn)送到車間備料后,經(jīng)過一系列工藝流程生產(chǎn)為所需的煙梗梗絲。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)論證,為了使煙梗經(jīng)過霧化噴水裝置之后更容易吸收水分[3],選擇在一次貯梗和煙?；爻睓C(jī)之間加裝霧化噴水裝置,如圖1所示。因?yàn)闊煿；爻睓C(jī)的作用是提高梗溫度和含水率,使煙梗蒸透,提高煙梗的柔性[4],所以將霧化噴水裝置的位置選擇在煙?；爻睓C(jī)前進(jìn)料振槽處,基于霧化噴水裝置噴水增濕,再通過煙梗回潮機(jī)的高溫,使煙梗水分更充分吸收[5-6]。

▲圖1 霧化噴水裝置安裝位置

4 設(shè)計(jì)安裝

為了降低人工加水勞動(dòng)強(qiáng)度,排除因缺水或人為因素而造成加水不均勻現(xiàn)象[7-8],設(shè)計(jì)了煙梗來料霧化噴水裝置。這一霧化噴水裝置由水路和氣路組成,水路通過調(diào)節(jié)閥控制加水量,氣路采用減壓閥調(diào)節(jié)控制空壓大小。雙介質(zhì)噴嘴采用壓縮空氣引射霧化,實(shí)現(xiàn)持續(xù)噴水,且噴水量可控。霧化噴水裝置設(shè)計(jì)原理如圖2所示,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖3所示,伸縮桿結(jié)構(gòu)如圖4所示,雙介質(zhì)噴嘴結(jié)構(gòu)如圖5所示。

▲圖2 霧化噴水裝置設(shè)計(jì)原理

▲圖3 霧化噴水裝置設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

支架的設(shè)計(jì)可以保證噴嘴的高度和角度任意可調(diào)。支架長(zhǎng)度為87 cm,高度為41 cm?？缮炜s桿的長(zhǎng)度為18±15cm。噴嘴高度為58 cm,旋轉(zhuǎn)角度為120°,噴嘴高度可以通過伸縮桿進(jìn)行調(diào)節(jié)。

▲圖4 伸縮桿結(jié)構(gòu)

▲圖5 雙介質(zhì)噴嘴結(jié)構(gòu)

參照煙葉加料工序,料液引射壓力為0.2 MPa,流量大于100 kg/h[9-10]。霧化噴水裝置的加水量為106 L/h,水的密度比料液的密度小,因此可以借鑒煙葉加料工序料液的引射壓力值,對(duì)0.20 MPa、0.18 MPa、0.16 MPa、0.14 MPa、0.12 MPa、0.10 MPa六組空壓值進(jìn)行實(shí)測(cè),測(cè)試結(jié)果見表1。由表1可以看出,空壓值為0.10 MPa時(shí),霧化效果較差,噴嘴出現(xiàn)滴水現(xiàn)象。將空壓值設(shè)為0.12 MPa時(shí),霧化效果良好。

表1 空壓值測(cè)試結(jié)果

5 遠(yuǎn)程控制設(shè)計(jì)

煙梗來料霧化噴水裝置局限于現(xiàn)場(chǎng)控制,因此在水路上加裝電磁閥和氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥,將線路連接到煙?；爻睓C(jī)電控柜,通過接入輸入輸出模塊,編寫程序來實(shí)現(xiàn)加水電磁閥延時(shí)開合,并在中控室設(shè)定開度遠(yuǎn)程控制加水量[11]。遠(yuǎn)程控制改進(jìn)原理如圖6所示。

6 結(jié)束語(yǔ)

筆者在煙?；爻睓C(jī)前加裝基于遠(yuǎn)程控制的煙梗來料霧化噴水裝置,效果良好。

▲圖6 遠(yuǎn)程控制改進(jìn)原理

將這一霧化噴水裝置應(yīng)用于同行業(yè)同類工藝流程煙梗梗絲生產(chǎn)線,可有效消除來料煙梗潤(rùn)透性差和水分不均勻的問題,極大提升了成品煙梗梗絲的質(zhì)量。切梗前煙梗來料水分可以達(dá)到30.5%±1.5%,切后煙梗梗絲標(biāo)準(zhǔn)偏差由0.061 mm減小至0.020 mm,既減少了風(fēng)選后的梗簽梗塊,又提高了煙梗烘后梗絲水分的合格率,對(duì)切后煙梗梗絲均勻性及烘后煙梗梗絲水分穩(wěn)定性的提升具有作用,也有利于穩(wěn)定煙支物理指標(biāo)及成品水分。