濾棒成型裝置及濾棒成型系統(tǒng)

蘇魁

摘 要：文章主要是分析了濾棒成型機與發(fā)射設備的工作原理，在此基礎上講解了濾棒成型機絲束粉塵的塵源，最后探討了系統(tǒng)改進方案。

關鍵詞：濾棒成型設備;絲束粉塵;收集暫存;除塵處理系統(tǒng)

前言

濾棒成型設備在絲束開松的過程中容易產(chǎn)生纖維性粉塵，其粉塵質(zhì)量輕且體積很大，這些粉塵會直接影響到人體的健康，且會降低濾棒成型的產(chǎn)品質(zhì)量，為此文章對如何有效解決這些問題展開了研究和探討。

1.濾棒的形成

濾棒成型機上膠系統(tǒng)是由兩個獨立的上膠裝置組成。它們分別設有膠水箱、齒輪泵、噴嘴體和膠水管路。當系統(tǒng)接到上膠信號時電磁離合器起動供膠水齒輪泵，并打開噴嘴中的噴針，把膠水涂抹到直線移動的成型紙上形成兩條連續(xù)均勻的膠水線。接縫采用熱熔膠，熱熔膠工作溫度100℃～120℃之間，當成型紙、絲束經(jīng)過煙槍卷制成型后，進入冷粘室，濾棒上的膠水線即刻冷卻，搭口被粘牢，高速卷制出成型的濾棒。接縫熱熔膠，還配備一套冷卻裝置，為了膠的加熱和達到冷卻的溫度，至少應該在生產(chǎn)開始前20分鐘，合上加熱裝置開關，此時膠水箱、齒輪泵、膠水軟管和噴嘴體都將進行了加熱。它們的溫度分別有各自的調(diào)溫開關調(diào)節(jié)，并能自動溫控和顯示。有時在生產(chǎn)過程中濾棒會爆口，不僅影響系統(tǒng)的正常運行，增加消耗，帶來隱患，但有時在儲存或使用過程中也會發(fā)生爆口，KDF2過濾成型機爆口的主要原因是（1）熱膠缸內(nèi)濾網(wǎng)雜質(zhì)堵塞;（2）熱膠泵齒輪磨損、銷子斷裂、不出膠;（3）熱膠加熱管道溫度不夠，管道接口漏膠;（4）噴嘴內(nèi)噴針不到位;（5）噴嘴體內(nèi)薄膜片損壞;（6）熱膠噴嘴與盤紙接觸不良或磨損。熱熔膠箱長時間使用會產(chǎn)生積碳和雜質(zhì)，使濾網(wǎng)或噴嘴堵塞，影響熱熔膠的熔化流動，產(chǎn)生爆口，必須定期清潔膠箱、軟管和噴嘴，以防止熔化顆粒;清潔方法排空膠箱內(nèi)熱熔膠，倒入液體石蠟，加熱10-20分鐘后，從軟管和噴嘴處排出石蠟，兩次可恢復正常生產(chǎn)。

2、濾棒成型機與發(fā)射設備的工作原理

2.1、濾棒成型機的結構及特點

濾棒成型機組主要是由開松機、成型機和裝盤機所共同組成的，其中開松機主要由絲束導向裝置、三個獨立的開松器、兩對開松輥對、上膠箱、傳動系統(tǒng)、風力系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成組成，功能是把醋酸纖維絲束帶展開、開松、消除卷曲、重新組合，然后在均勻展開的絲束帶上涂灑增塑劑，輸送到成型機制成濾棒。成型機主要由高壓或低壓噴嘴、煙槍（成型槍）、供膠系統(tǒng)、自動換紙盤及拼接裝置、斷條器、刀盤、磨刀裝置、濾棒直徑控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、風力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成，其功能是將經(jīng)過開松機處理過的醋酸纖維絲束帶包上濾紙，按規(guī)定的要求進行成型、切斷，通過分煙輪等輸送到YJ35裝盤機裝盤，完成整個由絲束帶到濾棒的生產(chǎn)成型工藝。而其中的裝盤機主要由進料機構、填充機構、裝盤裝置、提升裝置、煙盤輸出裝置、傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。

2.2、濾棒成型機的工藝流程

1.備料：將絲束包打開并放置在指定位置，將絲包放在絲束行進的中心線上，且鋪絲方向與成型機方向一致。同時將成型紙、熱熔膠、內(nèi)粘接線膠、增塑劑準備到位。2.絲束開松：通過開松輥及開松器的作用，將一束絲束完全展開。3.施加增塑劑：通過增塑劑施加系統(tǒng)向完全展開的絲束均勻施加增塑劑。4.卷制成型：將施加過增塑劑的絲束收攏，通過煙槍部分時被成型紙包裹，形成圓筒狀濾條。5.切斷：濾條在刀頭部分被分切為一定長度的濾棒。6.裝盒：濾棒通過裝盤機收集整理，分裝入小盒。7.貯存固化：裝盒后的濾棒放置若干小時自然固化，以達到最佳硬度。8.發(fā)射：由發(fā)射機輸送到卷接工序，也可裝盒，裝盒后的濾棒小盒分裝入外包裝大盒，運往卷接工序。

2.3、濾棒發(fā)射機工作原理

FRFS發(fā)射機為例：1、通過與濾嘴棒紙箱風送機相連接，將濾嘴傳送到料斗內(nèi)。2、料斗內(nèi)的濾嘴由固定向?qū)α飨蜻M行管理，同時由于自身的重量濾嘴向料斗下部移動被傳送至滾筒部。3、在滾筒部通過噴頭進行鼓風，濾嘴被順利地傳至上部帶有溝槽的滾筒中，通過上部帶有溝槽的滾筒使得1個溝槽被放入1個濾嘴。此外，通過設計配備的杷子滾軸，濾嘴被循環(huán)起來，防止形成橋型，通過料斗的一部分被分離。 4、上部帶有溝槽的滾筒設計有用于吸引濾嘴用的真空吸引口，邊吸引濾嘴邊進行轉動，向下部帶有溝槽的滾筒傳送。5、從上部帶有溝槽的滾筒到下部帶有溝槽的滾筒的傳送是靠上部滾筒的吸引力和傳送向?qū)нM行強制性的順次的傳遞，再利用下部帶有溝槽的滾筒的轉動一直將濾嘴送至氣缸的頭部位置。6、在氣缸的頭部位置，濾嘴在壓縮空氣的噴氣機的噴射下從下部帶有溝槽的滾筒向氣缸的頭部送出，同時還是利用該噴射空氣將濾嘴在風送管內(nèi)傳送至高速卷煙機。其中每個單元的額定發(fā)射能力可達300～2750支/分鐘。

3、塵源分析

濾棒成型機的大部分機器都配備了負壓系統(tǒng)，可以吸收一些纖維粉塵，但有些部位仍然暴露在空氣中，這會使得一些纖維粉塵飛入空氣中。根據(jù)濾棒成型機和發(fā)射機的結構組成和工藝流程特點，容易產(chǎn)生更多的纖維粉塵：第一個位置是開松機挑絲桿導向環(huán)，通過導向環(huán)和第一空氣開松器將絲束從絲束包傳送到輥壓開松裝置。在絲束行進中，通過空氣和機器壁摩擦，通過空氣和機器壁，線束容易產(chǎn)生纖維粉塵，完全暴露在空氣中，其中產(chǎn)生的纖維粉塵會直接的進入到在周圍空氣中。第二是輥壓開松部位，這個部位最容易產(chǎn)生纖維粉塵。絲束進入開松機后，絲束將通過開松輥，在展開和釋放過程中容易產(chǎn)生纖維斷絲，產(chǎn)生更多的纖維粉塵。濾棒發(fā)射機處，此處濾棒在傳輸過程中高速移動，容易產(chǎn)生紙沫粉塵。濾棒成型設備的大部分主要部件有著較為良好的密封效果，且設備中有負壓系統(tǒng)，其中的部分纖維粉塵可被收集。根據(jù)濾棒成型機和發(fā)射機的結構組成和工藝特點，絲束輥壓開松部位和紙帶高速運轉和設備的摩擦，是設備粉塵的主要來源。

4、現(xiàn)狀分析

當前KDF2濾棒成形單元和KDF4濾棒成型單元不配備相應的除塵系統(tǒng)。在現(xiàn)場運營商的職業(yè)健康和產(chǎn)品安全中存在兩個隱患。其他煙道天然氣行業(yè)有兩種除塵方案：單環(huán)環(huán)境除塵裝置和集中的除塵裝置，過濾材料的使用壽命存在一些問題。卷煙廠濾棒成型機單機環(huán)境除塵裝置給出的方案，其不足之處在于一個成型單元需要對應一套設備，占地面積大，設備多，投資大，卷煙過濾嘴成型機集中工藝空氣除塵系統(tǒng)方案的不足：由于反復統(tǒng)一除塵，風機功率大，噪音大;每個防塵罩的空氣應并入除塵器中，使除塵器主管的直徑為支管直徑的2-3倍。干管直徑要求較大，一般為300-400mm，其中的安裝難度較大。濾棒車間的粉塵主要是醋酸纖維纖維屑，其特點是：1.粉塵比重較輕，易懸掛，不易在除塵箱內(nèi)沉淀氣流干擾。2.當粉塵在管道內(nèi)摩擦時，容易產(chǎn)生靜電，使纖維粉塵附著在濾袋上，難以吹出。3.灰塵是一種長條帶纖維，很容易在兩者之間形成橋梁。4.醋酸纖維具有一定的吸水性，按摩后易在灰料內(nèi)壁堆積，韌性好，易堵塞氣缸和泄流閥。

5、系統(tǒng)改進方案

通過問題分析，發(fā)現(xiàn)除塵裝置在單一環(huán)境下維護困難，但集中除塵裝置能耗高，相關管道安裝困難的結論，因此，基于兩種方案的優(yōu)勢，單臺成型設備設計一套牽引集塵、暫存裝置，采用分散集塵、間歇集中集塵，牽引過程中產(chǎn)生的粉塵為臨時性粉塵，集中在裝置內(nèi)，然后通過間隙式集中收塵系統(tǒng)恢復單個收塵暫存裝置，整個系統(tǒng)低和占用的空間小，且其的維護較為方便。在濾棒、除塵罩、除塵器、齒輪組、支撐架、專用旋轉接頭、驅(qū)動電機和罩、除塵器工作臺上設置圓柱形除塵器罩，將單個除塵罩內(nèi)的纖維粉塵和斷絲壓在除塵器表面。除塵器是一種工業(yè)高效過濾器，采用高耐磨材料和高耐磨材料，并配有除塵管和除塵，除塵器中有一定程度的除塵器，驅(qū)動電機開始工作，齒輪組旋轉旋轉除塵管，并在除塵器的除塵器表面刷上電刷。同時除塵器開始工作，吸塵器在真空管中吸取，將集塵器送到集塵器，除塵器進入濃縮的除塵器。新的低能集塵器通過可動管道連接到每個甜甜圈。因此，管道的安裝適用于具有不同結構的車間，具有方便的安裝和拆卸的優(yōu)點;二次吸附由主風扇和輔助風扇形成，其在無需運輸?shù)那闆r下降低了吸附過程中主風機的電阻和損耗，并降低了采購和安裝成本。因此，除塵管道系統(tǒng)可以有效的降低了灰塵去除過程中的能耗和車間的除塵成本。間隙式集中除塵器與防塵罩通過管道連接，正常運行時，電機閥門保持關閉狀態(tài)，粉塵收集臨時存儲裝置，用于收集粉塵，并臨時吸附在高效網(wǎng)的表面上。當需要打開除塵風機來吸收纖維粉塵和收集臨時存儲裝置上壓碎電線的粉塵時，只需打開一個動力閥，間歇式集中式除塵器僅吸收一個帶塵罩，纖維粉塵和斷線被吸收后，關閉電動閥，倒置式除塵器吸收、過濾、降塵罩，倒置式除塵器。由于集中式除塵器一次只吸收一個防塵罩的灰塵，所以主管道的直徑與輔助管道的直徑一致，這大大降低了管道直徑，這樣才可以使得管道構造更方便。

6、應用效果

當前廈門煙草業(yè)有限公司已完成6套防塵裝置的濾桿成型設備。過濾桿牽引粉塵收集臨時存儲裝置的灰塵收集風扇只需要從防塵罩中排出并收集灰塵。除塵風扇的功率遠低于原始集中除塵系統(tǒng)（15kW）的功率，只有400W的功率可以滿足需求。因此，六種除塵風扇的總功率為2.4kW，該功率小于原始除塵風扇（15kW）的功率的1/6。當收集灰塵收集和臨時存儲裝置2小時，灰塵吸管和設備的集中式集電器開始。集中式除塵器迅速吸收粉塵，每次需要20分鐘，依次吸收過濾所有6個成型設備的灰塵，并等待其余的時間，集中式集塵器不需要旋轉，總是像原裝灰塵拆卸系統(tǒng)的風扇一樣。它只需要六個收塵風機保持工作。移位（8小時）集中式集塵器是80分鐘，并且能量消耗是原件的1/6，這可以有效的降低到了其的能耗。

7、復合濾棒成型設備的發(fā)展趨勢

7.1模塊化結構，易于實現(xiàn)從二元復合到多元復合，規(guī)格簡單靈活，滿足用戶個性化需求

7.2電氣控制接管IPC自動化程序、本地總線和閥座島。觸摸屏用于安裝、修改和顯示機器參數(shù)錯誤，自動控制切割位置，自動檢查和刪除缺陷棒。

7.3伺服發(fā)動機被廣泛使用，并且具有易于驅(qū)動且安靜的合適伺服發(fā)動機。

7.4獨立的清潔系統(tǒng)。使用獨立的除塵設備不僅可以滿足工廠清潔運行環(huán)境的環(huán)境要求，還可以確保粉塵空氣的清潔和粉煤的集中處理。

7.5獨立的水冷系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)具有獨立的水冷器和雙軌冷水循環(huán)，以確保主要部件和發(fā)動機在正確的溫度下使用。

8、結束語

由上可知，濾棒成型設備是卷煙企業(yè)中過濾嘴棒中重要的一個加工設備，其在生產(chǎn)過程中，醋酸纖維高速拉伸和的過程中容易出現(xiàn)纖維性粉塵，其的特點是質(zhì)量輕和體積大，大部分都是存在于車間空氣中，容易導致環(huán)境的空氣變差，影響質(zhì)量，為此有關人員應當及時解決到其中存在的問題，確保到員工的工作環(huán)境，保障生產(chǎn)質(zhì)量。

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