彭小于，張 輝，呂 勇，向勇剛

（重慶中煙工業(yè)有限責任公司重慶卷煙廠，重慶 400061）

0 引言

在煙草加工過程中，SY232 壓梗機是將煙梗壓到一定厚度的設備，通過擠壓使煙梗的木質(zhì)纖維疏松，但不會壓斷木質(zhì)纖維，為后續(xù)切梗絲及梗絲膨脹提供一個有利的工藝條件。經(jīng)HT蒸梗處理后的煙梗來料經(jīng)進料振槽振動輸送，均勻地喂入壓梗機的一對壓輥。每個壓輥由一個減速機驅(qū)動（不變頻），帶自動間隙調(diào)整裝置，絕對值傳感器和電機制動器組成閉環(huán)，來控制壓輥間隙。壓梗時碟簧為動輥提供推力，阻止動輥移動。輥兩側(cè)噴嘴不斷向輥面噴霧化水，以防煙梗粘結于輥面上，擠壓好的煙梗經(jīng)出料振槽排出。在每一對壓輥的下面設置有一對清輥機構，機構中有兩片用特殊鋼制成的刮刀，使輥子在工作時不斷得到清潔。

1 SY232 型壓梗機應用現(xiàn)狀

制絲車間梗線更換SY232 壓梗機后，在生產(chǎn)運行過程中發(fā)現(xiàn)壓梗機運行不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)壓梗厚度不均勻以及兩個壓輥間的煙梗易出現(xiàn)堵料而導致設備停機，甚至嚴重時壓輥之間出現(xiàn)搓?，F(xiàn)象，這一方面影響壓梗質(zhì)量，另一方面撮梗會破壞煙梗的木質(zhì)纖維結構，增大煙梗原料消耗。通過分析發(fā)現(xiàn)，由于煙梗固有的特性，煙梗在擠壓過程中具有較強的粘性，設備長時間生產(chǎn)運行會造成壓輥積垢，但是目前壓梗機潤輥系統(tǒng)加水量是通過手動調(diào)節(jié)截止閥開度進行、無法精準控制加水量，無法保證潤輥質(zhì)量，這導致壓輥積垢后在其表面形成凹凸不平產(chǎn)生壓梗厚度不均、壓輥之間撮梗，甚至產(chǎn)生壓輥負荷增加、導致壓梗機保護停機。

影響壓梗機運行因素如圖1 所示。

圖1 壓梗機運行影響因素

2 壓梗機潤輥系統(tǒng)設計

針對SY232 壓梗機潤輥裝置存在的設計缺陷，壓輥全表面無法得到有效清潔，造成壓輥積垢、粘料、煙梗堆積以及撮梗等現(xiàn)象，影響設備的工作效率，因此需要對潤輥系統(tǒng)進行升級改造，實現(xiàn)壓輥潤濕水流量和蒸汽引射壓力的自動化調(diào)節(jié)和控制，達到精細化潤輥目的，同時也可實現(xiàn)對煙梗的水分和溫度進行微調(diào)，實現(xiàn)潤輥霧化水的自動控制和可視化監(jiān)控壓梗過程，提升梗線加工加工能力。

2.1 設計理念

設計的壓梗機潤輥系統(tǒng)包括潤輥噴嘴組和管路系統(tǒng)，其中管路系統(tǒng)又包括水管路、蒸汽管路、潤輥噴嘴和PLC，其主要特點有：

（1）水管路和蒸汽管路的末端均與潤輥噴嘴連接，在水管路、蒸汽管路上分別設有第一氣動薄膜調(diào)節(jié)閥（一側(cè)設有電磁流量計）、第二氣動薄膜調(diào)節(jié)閥（一側(cè)設有壓力傳感器），氣動薄膜調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器和電磁流量計均與PLC 連接。

（2）水管路和蒸汽管路上均設有截止閥，截止閥的后端設有過濾器，截止閥便于工作人員控制水管路和蒸汽管路的開關，過濾器可過濾蒸汽和水中的雜質(zhì)、避免將噴嘴堵塞。

（3）蒸汽管路上過濾器和第二氣動薄膜調(diào)節(jié)閥之間設有疏水閥，可以將蒸汽管路中的凝結水、空氣和二氧化碳氣體盡快排出，同時最大限度防止蒸汽管路的蒸汽泄漏。

本文設計的壓梗機精細化潤輥系統(tǒng)，通過HMI（Human Machine Interface，人機界面）設置加水量和蒸汽壓力，PLC 通過PID 控制持續(xù)調(diào)節(jié)加水薄膜調(diào)節(jié)閥、蒸汽薄膜調(diào)節(jié)閥，然后壓力傳感器和電磁流量計反饋實際加水流量值和壓力值，進行自動精細化的蒸汽引射、濕潤壓輥，保證壓輥正常運行，并實現(xiàn)壓梗機加水量和蒸汽壓力參數(shù)的可視化以及相關數(shù)據(jù)采集反饋。整個系統(tǒng)實施后，優(yōu)化了壓梗機管路，便于設備的維護和保養(yǎng)。

2.2 設計圖

首先根據(jù)設計理念、設備實際使用需求和未來的壓梗的質(zhì)量要求等，確定設計圖（圖2）。

圖2 壓梗機潤輥系統(tǒng)的結構示意

在系統(tǒng)運行方面，需要明確以下事項：

（1）壓梗機潤輥系統(tǒng)工作時，通過蒸汽引射水的方式將蒸汽和水混合，然后通過潤輥噴嘴組噴出霧化水對壓梗機的兩個壓輥進行潤輥，防止壓輥表面粘連與撮梗。

（2）水管路、蒸汽管路上分別設有氣動薄膜調(diào)節(jié)閥（前者一側(cè)設有壓力傳感器、后者一側(cè)設有電磁流量計），分別用于控制水管路的流量大小、蒸汽管路的壓力大小。

（3）氣動薄膜調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器和電磁流量計均與PLC 連接，電磁流量計檢測水管路中水的流量值，并實時將流量值發(fā)送至PLC，經(jīng)PLC 判斷后通過控制第一氣動薄膜調(diào)節(jié)閥對水流量大小進行調(diào)節(jié)；壓力傳感器用于檢測蒸汽管路中蒸汽的壓力大小，并將壓力數(shù)據(jù)實時發(fā)送至PLC，經(jīng)PLC 判斷后通過控制第二氣動薄膜調(diào)節(jié)閥對蒸汽的壓力大小進行調(diào)節(jié)。

（4）系統(tǒng)根據(jù)來料的流量、水分和溫度值，通過PLC 計算并設定最佳的壓力值和流量值，隨后與電磁流量計測定的流量值、壓力傳感器測定的壓力值進行對比，再通過第一氣動薄膜調(diào)節(jié)閥和第二氣動薄膜調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)，直至實際測定的流量值和壓力值與設定最佳值相等。這樣便實現(xiàn)了流量值和壓力值的自動調(diào)節(jié)，自動精細化地蒸汽引射、濕潤壓輥，防止壓輥表面粘連與撮梗。而且工作人員只需要將來料的流量、水分和溫度值輸入PLC，系統(tǒng)便可自動計算與處理，操作簡單。另外，本系統(tǒng)還可以對出料煙梗的水分含量和溫度進行調(diào)節(jié)。

（5）水管路和蒸汽管路上均設有截止閥，截止閥的后端設有過濾器，截止閥用于控制水管路和蒸汽管路的開關，過濾器用于過濾蒸汽中和水中的雜質(zhì)、避免將管路堵塞。

（6）蒸汽管路于過濾器和第二氣動薄膜調(diào)節(jié)閥之間設有疏水閥，通過疏水閥盡快排出管路中的凝結水、空氣和二氧化碳氣體，同時最大限度地自動防止管路中的蒸汽泄漏。

3 實施后效果

通過對壓梗機潤滾系統(tǒng)的設計，根據(jù)設置第一氣動薄膜調(diào)節(jié)閥、第二氣動薄膜調(diào)節(jié)閥和PLC 以及壓力傳感器、電磁流量計，實現(xiàn)流量值和壓力值的自動調(diào)節(jié)，進行自動精細化的蒸汽引射、濕潤壓輥。本設計項目安裝調(diào)試完成之后，進行了生產(chǎn)試驗、效果對比和后續(xù)生產(chǎn)的持續(xù)跟蹤（圖3、圖4）。

圖3 優(yōu)化前后壓輥積垢數(shù)據(jù)對比

圖4 優(yōu)化前后斷料數(shù)據(jù)對比

從圖3 和圖4 的數(shù)據(jù)來看，實施優(yōu)化后壓輥表面的積垢情況明顯好轉(zhuǎn)，并且基本上解決了生產(chǎn)斷料情況，進一步提高設備的運行水平。

4 結束語

通過壓梗機設計方案的實施，基本上實現(xiàn)了以下目的：

（1）防止壓輥表面粘連與撮梗，保證壓梗質(zhì)量，提高梗絲的整絲率和出絲率，而且只需將來料的流量、水分和溫度值輸入PLC 計算器，操作簡單。

（2）避免壓輥表面因為積垢形成的凹凸不平產(chǎn)生壓梗厚度不均，提高制梗絲質(zhì)量。

（3）提高設備的智能制造能力，實現(xiàn)設備的自動化控制以及信息化水平，而且有效提升了生產(chǎn)制造和工藝質(zhì)量保障能力，為后期優(yōu)化梗線參數(shù)提供了數(shù)據(jù)支撐。

（4）避免壓輥粘料，減少梗線的停機次數(shù)、壓梗機維修頻次，提高梗線設備運行穩(wěn)定性和梗線有效作業(yè)率。