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        打葉復(fù)烤生產(chǎn)線風選除雜系統(tǒng)氣料分離器的改進

        2021-07-01 02:54:00鄭博文尹利東
        湖北農(nóng)機化 2021年11期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        鄭博文 王 濤 尹利東

        (紅云紅河集團昆明卷煙廠,云南 昆明 650000)

        0 引言

        在全國卷煙銷量急速下降的形勢下,各煙草企業(yè)加大了細支卷煙、短支卷煙市場的開發(fā)力度,新型卷煙成為企業(yè)銷量新的增長點,同時也成為各中煙公司競爭的焦點。細支卷煙、短支卷煙的發(fā)展對復(fù)烤片煙純凈度提出了更高的要求。如何從原料煙葉中更有效地剔除輕質(zhì)雜物,日愈受到國內(nèi)打葉復(fù)烤企業(yè)的重視。國內(nèi)外煙草企業(yè)大多采用的除雜系統(tǒng)類型主要有光電除雜型、色譜除雜型和風選除雜型等。其中風選除雜由于工藝應(yīng)用技術(shù)簡單,投資少,易于維護,被復(fù)烤企業(yè)廣泛應(yīng)用[1]。

        風選除雜系統(tǒng)主要由物料傳送裝置(高速皮帶輸送機)、風選倉、氣料分離器、慢速剔雜輸送機等設(shè)備組成。其中氣料分離器是影響風選除雜效率的關(guān)鍵部位[2],本文擬通過改進氣料分離器內(nèi)部機構(gòu)來有效提高風選除雜系統(tǒng)的效率。

        1 影響風選除雜效率的因素

        圖1 風選除雜系統(tǒng)示意圖

        由篩沙筒輸送出來的煙葉落到高速皮帶輸送機上,由于速度的變化使煙葉鋪料厚度變小,攤薄后的煙葉被拋入風選倉,由于非煙雜物的物理特性與碎片煙葉相似,采用重力風分原理可將非煙雜物、碎煙與大部分完整煙葉分離開來,碎煙、較輕的雜物被風從風選倉上方排雜口吸至氣料分離器中。細小的雜物和直徑小于2.88 mm的煙末則隨著風選氣流進入除塵器;其他較大的雜物和直徑大于2.88 mm的碎煙則吸附在氣料分離器離心桶上,通過離心桶的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生離心力使其落入下方慢速剔雜輸送機上,經(jīng)人工除雜后,碎煙重新匯入主料中進入下道工序[3-6]。風力是整個風選除雜系統(tǒng)的關(guān)鍵,而對風力影響最大的就是通風阻力。由此可見影響風選除雜系統(tǒng)效率的關(guān)鍵因素在于風力通道是否暢通。

        圖2 氣料分離器離心桶剖視示意圖

        目前,許多卷煙廠的打葉復(fù)烤生產(chǎn)線的分選除雜系統(tǒng)安裝在篩沙筒之后二潤之前,同時風選除雜系統(tǒng)也肩負著篩沙筒碎煙的分選和輸送任務(wù)。隨著生產(chǎn)時間增加,部分碎煙和雜物會堆積在物料輸送管內(nèi),導(dǎo)致風選能力下降。

        出現(xiàn)這種情況的大部分原因是:煙葉經(jīng)過一次潤葉后,其所附帶的灰塵和雜物具有一定的水分,通過氣料分離器時,容易粘附在分離器氣孔上,形成堵塞,造成風力下降。顯然,在氣料分離器中增加清潔裝置是解決這一問題的有效途徑。

        2 離心筒清潔裝置的設(shè)計

        離心筒清潔裝置應(yīng)安裝于煙葉自然甩落之后,減少清潔裝置的工作量。所以選取物料在離心桶上的一個位置做受力分析。

        圖3 物料受力情況分析

        煙葉物料同時受四個力的共同作用,其中除塵風機吸力F與水平線的夾角為θ,各力的大小和方向確定如下:

        (1)物料所受的重力G,可用如下表示:

        G=mg

        式中m—物料的質(zhì)量,kg;

        g—重力加速度,g=9.81 m/s2。

        方向是垂直向下的。

        (2)除塵風機吸力F,根據(jù)流體力學(xué)可知,在煙草物料風分所使用的氣流速度范圍內(nèi),該阻力在數(shù)值上和相對運動的速度V的平方成正比。此時阻力f的計算公式為[7]:

        f=1/2 ξρАV2

        式中ξ—阻尼系數(shù);

        A—物料在垂直于相對氣流的運動方向上的投影面積,近似為煙葉面積,m2;

        ρ—煙葉物料的密度,kg/m3。

        V—氣流相對于物料的運動速度,依附在離心桶桶壁上,所以V就是風速,m/s。

        (3)離心力F離,可用表示為:

        F離=mw2r

        式中m—物料的質(zhì)量,kg;

        w—物料旋轉(zhuǎn)的角速度,也就是離心桶旋轉(zhuǎn)的角速度;

        r—物料旋轉(zhuǎn)的半徑,也就是離心桶的半徑,m。

        (4)物料收到筒壁的反作用力f。煙葉物料受到筒壁的反作用力f是由物料對筒壁的壓迫產(chǎn)生的,大小根據(jù)水平方向上對筒壁的壓力而變。

        根據(jù)力的平衡,選取垂直方向的力做計算:

        F·sinθ=G+ F離·sinθ

        整理計算后后可得:

        θ=82°

        表明,當θ旋轉(zhuǎn)到82°,達到垂直面上達到力的平衡,即大部分煙葉脫離離心桶,落入出料器中。安裝清潔刷的角度小于82°即可。根據(jù)離心桶觀察檢修口位置,確定清掃刷與水平面呈70°夾角。

        支架的作用是把清潔裝置固定在離心筒內(nèi),使用材料為不銹鋼板,按圖4尺寸進行加工,效果圖如圖5。

        圖4

        圖5

        連接塊的作用是連接離心筒與清潔支架,使用材料為不銹鋼板,按圖6尺寸進行加工,效果圖如圖7。

        圖6

        圖7

        使用排刷進行改造,如圖8所示。

        圖8

        裝配時,先在氣料分離器內(nèi)安裝好兩塊連接塊,使兩端固定在氣料分離器內(nèi)機架上,再將安裝有排刷的支架安裝在連接塊上,如圖9所示。

        圖9

        3 效果與分析

        3.1 實驗設(shè)備

        昆明卷煙廠打葉復(fù)烤車間有A、B兩條相同的GODIOLI生產(chǎn)線,風選除雜系統(tǒng)位于篩沙和二次潤葉之間。

        3.2 實驗分析

        在2020年10月的正常生產(chǎn)中,選擇C3F、X2F、CXMK三個的等級煙葉,分別代表上中下三等煙。在試驗日夜班結(jié)束后,收集風選除雜系統(tǒng)人工除雜進行統(tǒng)計,通過和沒做改造的生產(chǎn)B線指標進行比較,結(jié)果如表1所示。

        由表1可知,改造后的生產(chǎn)線A風選除雜系統(tǒng)人工除雜量比未進行改造的生產(chǎn)B線平均提高了73.0%,改善效果明顯。

        表1 2020年10月人工除雜雜物統(tǒng)計

        4 結(jié)語

        在風選除雜系統(tǒng)氣料分離器中加裝了清潔裝置后,解決了風選除雜系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中存在的問題,改善效果明顯。

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