葉片加料機優化方法

趙亞峰

河南中煙工業有限責任公司許昌卷煙廠，河南許昌 450003

0 引言

隨著煙草煙草制絲加工工藝的研究，精細化水平越來越高。葉片加料機是關鍵的加工設備，通過對煙片施加糖料，提高煙絲的感官指標和理化指標。近年來，隨著成本控制的不斷提高，對加料過程的要求越來越高。通過對加料系統的改進，提升加料施加精度。然而，按比例施加到滾筒的霧化糖料的真正吸收效果，卻研究不多。本文通過對設備工作原理的分析研究，找出影響因素，做針對性的改造，提高糖料的吸收效果，獲得很好的經濟效益。

1 工作原理

加料機是卷煙廠制絲線葉片加工工藝的主要設備之一，其作用是對煙片進行連續均勻增溫 增濕和加料，滿足葉片后續加工工序的工藝要求。SJ1106A 型加料機主要由進料室、出料室、機架、滾筒、熱循環風及排潮系統、傳動裝置、機上管路、加料裝置、機上布線等組成。它具有以下特點：

1）進料屏、出料室由不銹鋼板制成，安裝于設備機架的兩端。在進料屏中裝有蒸汽噴管和汽—料液混合雙介質噴頭，出料室上裝有排潮風機和熱風循環風機；

2）滾筒由不銹鋼制成，筒內裝有不銹鋼制成的耙釘。滾筒通過筒體兩端的圓形滾道由機架上的四個支承輥輪托住，并沿著物料流向成3°的下傾角；

3）框架由型鋼制成，框架上裝有進料屏、出料室、滾筒、框架下部裝有支腿、主傳動、管道系統、電氣系統和操作面板等部件。

葉片由振動輸送機送入加料機滾筒后，滾筒由傳動裝置帶動旋轉，物料在滾筒耙釘帶動下不停翻滾，憑借煙片自重下落和滾筒的下傾角及轉動合成了一個物料螺旋向前的運動，煙片在滾筒內翻滾前進，當糖料通過加料系統的雙介質噴嘴霧化后，噴灑在煙片上，實現加料的目的。

2 現狀調查及原因分析

在制絲工藝中，加料機對煙片施加糖料，改變成品煙支的吃味和煙片的物理性能，提高吸味的感官質量。為了提升煙片對糖料的吸收速度，葉片加料機通過熱風循環系統增加滾筒內部的溫度，使糖料快速滲透到煙片內部，獲得很好的加料效果。

日常使用中發現加料機出料后室四壁和上部循環熱風濾網表面沾附大量原煙碎片，造成原煙物料浪費及影響熱風循環效果。熱風循環風機和循環風管內部發現大量糖料沉積物，影響風機正常工作，循環風管內部糖料沉積物經過高溫發酵后產生異味，污染循環熱風影響原煙物料內在質量。

原因分析：

加料機滾筒抄造能力不足。因為加料機滾筒內部耙釘較短，設備運行過程中，物料攪拌能力較低，無法形成較為封閉的物料環，影響糖料施加效果。

循環熱風風量及流向分配不合理。葉片加料機原有熱風循環系統風道口是敞口設計，其進入葉片加料機滾筒內的熱風流向是順流方向。因葉片運動方向和熱風流向不能達到完全接觸，而直接進入循環管道，熱風攜帶的糖料隨之進入循環管道沉積。

因以上原因，造成加料機工作過程中霧化后的糖料，有很多并未被原煙物料吸收，在循環熱風的作用下直接被攜帶到加料機后室，一部分沾附在機體和循環濾網表面，引起物料粘連。另一部分進入熱風循環風機和風道內部發生沉淀，糖料水分被高溫蒸發后形成類似瀝青狀物質，粘連在熱風循環風機和風道內部清掃困難，影響循環風機正常使用及產生其他異常現象。

3 實施與改進

為了消除加料機在使用過程存在的異常現象，提高糖料吸收效率，減少霧化糖料浪費。結合葉片加料機實際情況提出以下改造方案：

按特定分布規律加長滾筒內部部分耙釘，將耙釘長度加長一倍，由原來的200mm 加長到400mm，并將耙釘末端沿物料流向成45°夾角傾斜。

改造后的耙釘提高了滾筒抄造能力，因葉片由耙釘帶動在滾筒內翻轉，只能在一定的傾角方向上脫離耙釘下落，隨著耙釘長度的加長和末端的45°夾角傾斜，增加煙葉滯留時間，形成較封閉的物料環，提高物料攪拌能力，消除筒體長度過短的不利因素，增加煙葉對霧化糖料吸收能力。

在加料機循環熱風風道末端加裝自行設計的風道風嘴，外形尺寸：1190mm*195mm*200mm，內部結構為左右雙側分風型。安裝風嘴后校正循環熱風流向，減少霧化糖料浪費。

改造前熱風的流向如下圖所示：

1 是熱風順流流向；2 是加料機濾網；3 是循環管道；4 是風道風口

改造后熱風的流向如下圖所示：

1 是熱風紊流流向；2 是加料機濾網；3 是循環管道；4 是風道風口

關鍵在于改變熱風的流向，使熱風充分和葉片接觸，霧化糖料被葉片充分吸收。熱風經過改造后的風嘴，分為左右兩個流向吹向滾筒筒壁，撞擊筒壁后部分熱風沿反射角回到滾筒中心再次和葉片接觸，部分熱風產生回流現象。在滾筒內的熱風總體形成紊流現象如上圖所示，不再直接吹向加料機后室，從而使熱風攜帶的霧化糖料被葉片充分吸收。

3.3 更換回風網板裝置

加料機回風網板缺少清潔裝置。由于回風網板缺少清潔裝置，使得物料粘附在網板上很難被清理掉，在生產過程中會越積越多，從而導致網板堵塞及原料過度損耗。

回風網板裝置采用新的過濾網防粘料裝置，其循環機構循環網帶完全采用防銹燭材質制作，內部結構碳鋼板制作，并進行試漏實驗后裝入。毛刷設計改變傳統軸向旋轉，根據網帶形狀，此設計改為徑向旋轉，直徑大于網帶長度，從而提高毛刷線速度。

3.4 增加加料機滾筒防粘料自動清洗裝置

根據設備現場實際情況，安裝貯氣系統。該系統為直徑800mm，長度1200mm 的圓柱形的七通道儲氣罐。通過連接架安裝于加料機滾筒進口端下部。

安裝吹掃系統。吹掃系統共分七條管路，四條管路接入加料機滾筒內部連接吹掃噴嘴，該噴嘴角度可調，以保證吹掃效果。其余管路連接壓力表、壓縮空氣氣源及排污閥。四條噴吹管路上依次安裝截止閥、電磁閥，方便吹掃控制。

4 效果檢驗

改造后利用加長后的耙釘，提高滾筒抄造能力，增加滾筒內部煙葉滯留時間，使煙葉在滾筒內部沿特定規律均勻分布，增加對霧化糖料的過濾能力，方便糖料吸收。同時利用改造后的循環熱風風嘴，調節循環熱風流向，消除滾筒內部直流風向，使循環熱風在滾筒中部形成回流，避免將霧化后的糖料直接攜帶到出料端，進一步加強糖料吸收。通過對加料機熱風系統和耙釘的改造，可以基本消除霧化糖料浪費過大的現象。加料機后室的熱風較為純凈，回風網板更換、加裝清洗裝置后，機體和循環濾網表面粘附煙片現象很少出現，熱風循環效率提高，熱風風道內部糖料沉積現象極少發生，糖料浪費量減少85%。

5 結論

本文針對葉片加料機加料過程糖料損耗較大的問題，分析原因，通過實施有效的設備改造，使加料過程糖料損耗得到了明顯降低，熱風管路內部不再產生沉積物，提高了加料精度，達到了降低生產成本的初衷，同時也減輕了操作工保養設備的勞動強度。

[1]張建民.機電一體化系統設計.高等教育出版社，2007，7.

[2]聞邦椿.機械設計手冊.機械工業出版社，2010，1.

[3]楊家軍.機械原理.華中科技大學出版社，2009，2.