ZJ17卷煙機第三級梗絲分選裝置的研制

張濤

摘 要：為降低ZJ17型卷煙機生產中的梗中含絲率，降低生產成本，在對問題分析和設計方案對比的基礎上，最終確定了以二級分選裝置改進+獨立風分”的思路設計第三級梗絲分選裝置，并重點對其中的懸浮風分裝置、梗簽收集裝置、連接輔材進行設計。經實踐表明，采用第三級梗絲分選裝置可有效降低梗中含絲率，具有現實意義。

關鍵詞：卷煙機;梗中含絲率;懸浮風分裝置;梗簽收集裝置;連接輔材

ZJ17型卷煙機速度為7000支/分鐘，是目前我公司卷接設備的主流機型之一。在實際生產過程中發現，由于該機型只有梗絲的一級、二級分選裝置，存在梗、絲分離不徹底的現象，導致煙條煙絲中含有煙梗，有刺破煙支表面的缺陷風險，此外剔除的梗簽中普遍含有5%-7%的煙絲，造成一定的煙絲原料浪費[1]。因此，為解決ZJ17型卷煙機煙絲原料浪費的問題，本文對該型卷煙機的第三級梗絲分選裝置進行設計。具體闡述如下：

1 問題分析及研制方案初選

1.1 問題分析

梗簽的存在，會在一定程度上影響卷煙的燃燒性能及感官質量;同時煙絲中含有過多的梗簽，也會對卷煙外觀質量造成影響，從一定程度上引起煙支刺破等一系列外在質量問題的發生。在卷煙制造過程中，從生產煙絲到生產煙支的過程中有若干個工序對煙絲中的梗簽進行剔除，集中后的梗簽可作為薄片制造原料。通常在剔梗過程中會同時連帶剔除一部分可用煙絲，造成煙絲消耗。

針對ZJ17型卷煙機在實際生產中所存在的問題，課題組從兩個方面對其進行改進設計。具體如下：

（1）解決ZJ17卷煙機刺破煙支數量高的問題。

經對ZJ17型卷煙機刺破煙的數量進行跟蹤兩周的統計發現，在200支煙中存在1.7支的刺破現象，存在極大的改進空間;

（2）解決ZJ17卷煙機剔除梗簽中梗中含絲率高的需求[2]。

在跟蹤統計8#機臺單箱梗簽剔除量的同時，我們也對剔除梗簽的梗中含絲率做了為期兩周的測定發現：ZJ17卷煙機剔除梗簽中梗中含絲率為11.59%，多余的煙絲與煙梗混合在一起被作為廢料處理，造成煙絲浪費。

1.2 研制方案初選

為便于從根本上分析ZJ17型卷煙機所存在的問題，項目組擬通過對設備進行調整以達到降低梗中含絲率。主要采取的途徑為：將ZJ卷煙機梗簽剔除風門位置進行調整，驗證調整梗簽剔除風門位置對降低梗中含絲率是否有效。

實踐表明：當剔除風門全部關閉時，梗中含絲率為4.5%，達到《卷煙工藝規范》9.2.5.8規定（低于5%），但有刺破煙支出現，影響產品質量。故設備調整無法解決梗中含絲率高的問題。因此，還需對ZJ17型卷煙機改進設計后才能從根本上解決問題。在充分調研的基礎上，項目對行業內相關設備進行調研：

（1）對于真空粉末吸料機而言，其是利用氣泵旋轉發生高真空實現對物料的輸送。使被輸送的物料杜絕了分層現象，保證了混合物料成分的均勻性。因此，可使用真空發生器實現物料的分離輸送。

（2）對于廣東中煙梅州卷煙廠而言，為實現梗絲的再次分選該裝置在在二次分選出口處加裝吹風改變梗絲方向和速度。

此外，還可選用行業的其他獨立分選裝置實現梗絲的充分分離[3]。

2 第三級梗絲分選裝置的設計

根據2003年3月國家煙草專賣局頒發、中央文獻出版社出版的《卷煙工藝規范》（ISBN 7-5073-1338-7/F·23）9.2.5.8規定，剔除梗簽中允許含3%-5%的煙絲。所以項目組設定了目標：梗中含絲率低于5%。

對于YJ17型卷煙機第三級梗絲分離裝置，其主要原理是利用梗絲懸浮速度存在一定的差異，并在氣流作用下才實現的分離。而對于煙絲和梗絲而言，由于其結構不同導致其迎風面積不同，對應的重力也不同。也就是說，當煙絲的氣流速度小于其梗絲速度時理論上就能夠實現梗絲與煙絲的分離。其中，上述方案實施有效性的關鍵在于選擇合適的風選速度。

在上述分析的基礎上，項目組采用豎直氣流模擬吹風試驗對渦流吸風風力大小進行調整，并對梗絲中的煙絲比例進行測試發現：在15次試驗中有其中13次的梗中含絲率低于5%，說明該方案具有一定的效果且可實施。因此，項目組確定了采用二級分選裝置改進+獨立風分”的思路實現對ZJ17型卷煙機第三級梗絲分選裝置的設計，該第三級梗絲分選裝置包括有懸浮風分裝置、梗簽收集裝置、連接輔材三個部分組成[4]。

2.1 懸浮分離腔體的結構設計

（1）針對懸浮分選裝置，經理論計算該裝置的真空發生器的氣壓分布值應控制在-1.9bar～-2.2bar;

（2）綜合考慮壽命及成本的基礎上，真空發生器的型號為XFCFJ-125V;

（3）因為需匹配設備二次梗簽分離裝置的尺寸，經過測量吹梗通道尺寸只能設計為：180×95×30mm;同時，吹梗通道角度設定為45°。

2.2 梗簽收集裝置結構設計

梗簽收集裝置包括梗簽管道口和梗簽收集器。其中，對于梗簽管道口采用彎管式的結構形式，并采用不銹鋼的材質。對于梗簽收集器，該裝置整個覆蓋在卷煙機后身的寬度上，位于回絲振槽的上方，與后身左側墻板連接。防止煙絲造碎與堵塞，形狀設計為圓柱體，并開長方形落料槽，采用7050鋁合金和不銹鋼的材質。

為保證梗簽收集器內分選后的梗絲混合物可以全部落在儲料區內，不產生堆積，對梗簽收集器落料口與水平夾角進行實驗。經過試驗，將梗簽收集器的安裝角度確定為-60°。

2.3 連接輔料的確定

為了便于實施降低成本，連接輔料采用車間的常用品牌。其中，直角氣接頭采用QSL-1/4-8;調節減壓閥采用FESTO? φ6型;正壓氣管采用PUN-8×1.2;

3 效果評估

根據“2”中的設計思路制成實物后再現場安裝調試后試運行發現：

（1）所設計的第三級梗絲分選裝置可正產運行;

（2）2020年5月25日至2020年6月18日（四周）對8#機組剔除梗簽的梗中含絲率做了測定。其中，云煙（云龍）平均梗中含絲率為1.98%，紫氣東來（祥瑞）為1.62%。8#ZJ17卷煙機剔除梗簽中梗中含絲率平均值為1.80%。

4 結語

為解決我廠當前卷煙機梗中含煙絲比例較高，極易造成煙絲浪費增加成本的問題，項目組借鑒廣東中煙梅州卷煙廠《YJ17型卷煙機第三次梗絲分離裝置的研制》，對二次分選裝置進行改造，設計吹梗裝置完成梗絲的第三次分選;借鑒行業內獨立梗絲分離裝置的結構和真空粉末吸料機對負壓發生器的利用研制出獨立的第三次梗絲懸浮分離裝置。通過理論分析和實踐表明，所設計的第三級梗絲分選裝置可將梗中含絲率降低為1.8%。

參考文獻：

[1]孟慶濤， 張振華， 呂桂芳. YJ19卷煙機落料器的改進[J]. 煙草科技， 2007， 000（004）：19-20.

[2]高紹梁， 金登權. YJ17卷煙機刀盤頂桿機構的改進[J]. 煙草科技， 2002， 000（006）：000017-48.

[3]楊欣， 李建朝， 楊文龍. YJ19A卷煙機重量控制系統的改進[J]. 煙草科技， 2004.

[4]李少平， 范磊， 王秋領，等. YJ19卷煙機緊頭位置自動調整機構的改進[J]. 煙草科技， 2012.

（山西昆明煙草有限責任公司，山西 太原 030000）