WQ615型噴射管式加溫加濕機落料器的改進

董海濤 齊建軍 趙英敏

紅塔遼寧煙草有限責任公司營口卷煙廠,遼寧 營口 115002

WQ615型噴射管式加溫加濕機（以下簡稱WQ615）是消化吸收意大利COMAS技術的國產機型，目前在國內煙草企業中應用廣泛。WQ615是梗絲干燥系統的核心部位，主要用于梗絲進入干燥機前增加3%水分。WQ615工藝是通過高度集中蒸汽處理來進行膨脹梗絲或增加梗絲的填充率。在生產過程中，發現由于WQ615落料器采用單螺旋錐體結構，從而導致烘后梗絲水分極差大和填充能力不足。一般的解決方法是擴大原有落料器的尺寸，或是增加一些輔助設施。但由于WQ615落料器下方振槽空間有限且氣流速度不可改變，這些方法均無法解決WQ615存在的問題。為此，通過深入分析和反復實驗，通過改變WQ615落料器的結構，提高梗絲的填充能力，降低烘后梗絲的水分極差。

1 存在問題

1.1 工作原理

WQ615的工作原理是梗絲經過進料振槽從進料罩進入氣鎖，濕潤的梗絲平穩地通過旋轉氣鎖進入膨脹腔里，在膨脹腔里，梗絲被從噴嘴噴出的高溫高速的蒸汽引射，梗絲從蒸汽那里獲得較高的溫度和水分，梗絲細胞內的水份瞬間以水分子的形式被蒸發掉而膨脹，梗絲和蒸汽的混合物從后膨脹腔通過管道以切線方向進入落料器。梗絲和蒸汽在落料器中分開，蒸汽通過出料罩網板被排潮管道帶走；梗絲由振槽送入隧道式烘梗絲機進行干燥機定型。

1.2 存在的問題

（1）布料不均勻：在日常生產過程中發現WQ615出口振槽上梗絲薄厚明顯不均，并對烘后梗絲厚度及水分的影響程度進行測量，結果如表1。

表1 改造前WQ615出口振槽上梗絲厚度和烘后梗絲厚度及水分對比

（2）出料罩網板上有大量梗絲附著：生產過程中發現WQ615出口振槽上有水漬煙團，經觀察發現有部分梗絲被水、汽混合體帶起，附著在了出料罩上，影響排潮效果的同時有水滴滴落。

1.3 原因分析

（1）布料不均勻：見圖2，從STS落料器俯視圖中看出落料器采用單螺旋面，單側出料及落料，梗絲經高速氣流引射后落料器，主要落到下方振槽的右側，使得STS出口振槽上梗絲分布不均勻。

（2）出料罩網板上有大量梗絲附著：見圖1，落料器頂部采用錐體結構。

通過測量與計算可得：

落料器上罩頂部開口處截面積S1=πR12=3.14×0.122=0.045m2

落料器截面積S2=πR22=3.14×0.312=0.3m2

設定蒸汽引射梗絲后向上的壓力值為F，則蒸汽通過落料器時的壓強P2=F/S2=3.33F;蒸汽通過落料器上罩頂部壓強P1=F/S1=22.22F。通過計算可以看出，引射梗絲后的蒸汽噴射到落料器時壓強為3.33F，而經過落料器上罩頂部開口處的壓強為22.22F。壓強突變的蒸汽帶著梗絲從落料器頂部開口處快速沖出，附著在上方排潮網上，影響噴射管式加溫加濕機系統整體排潮效果，大量多余蒸汽無法排出與梗絲持續接觸，增加了部分原有梗絲的含水率，同時出料罩網板上蒸汽積聚時間長了會有水滴滴下形成水漬梗絲。

布料不均勻且含水量較高的梗絲送入下道工序，由于料層薄厚不均，在上進風式烘梗絲機熱風的作用下，料層較厚處的梗絲不能完全被吹起，不能達到理想的烘干效果。部分水份過高的梗絲不能排出多余水份，由于以上兩方面原因造成梗絲在干燥后水份不均勻，質量不穩定等問題，影響到后工序成品煙絲質量。通過對80批次烘后梗絲樣品檢測（采用2小時100℃標準烘箱），振槽出口梗絲左、中、右水份平均極差為1.5%～2.0%之間。

圖1 落料器平面圖

2 改進方法

2.1 STS落料器形狀設計方案及優化選擇

設計思路：為了增大落料面積和減少錐體壓強，首先考慮擴大原有螺旋面，通過測量發現振槽上已沒有空間增大現有STS落料器尺寸。于是設計了如表2所示的三種方案。

2.2 依據方案進行實驗

根據三種方案分別制作相應的新型落料器進行實驗和優缺點對比，結果如表3。

表2 設計的新型落料器

表3 新型落料器實物及測試結果

通過實驗發現采用雙螺旋敞開曲面落料器，落料器軸向橫截面積相等，梗絲在高速氣流引射作用下噴出，向上壓強保持不變，不會造成梗絲吸附到排潮滾網，影響系統排潮，進而影響原有梗絲的水份。本產品能夠保證經蒸汽引射后的梗絲水份達到工藝要求的合理范圍內。

由于，雙螺旋敞開曲面落料器在噴射出口中間進行分料，并分兩側落料，經落料器的梗絲能夠均勻散落在下方振槽，利于下道工序梗絲與熱風充分接觸，去除多余的水份，使成品梗絲水份達到工藝要求。

3、使用效果及結論

①通過使用新型落料器，梗絲在STS加溫加濕機噴射出口中間進行分料，沿螺旋曲面分兩側落料，均勻散落在下方振槽。見表4，經過測量STS出口振槽上右側梗絲厚度比左側梗絲厚度差由原來的15.25mm降低到0.37mm。②通過對80批次烘后梗絲樣品檢測(采用2小時100℃標準烘箱),振槽出口梗絲左、中、右水份平均極差值<1%。③STS落料器上方的排潮篩網上無梗絲附著。④改造后的落料器使成品梗絲水分合格率由原來的96.7%提高到99.72%。煙絲與梗絲混合后,成品煙絲水分均勻性得到了提高,確保成品卷煙內在質量穩定,切實維護了消費者利益。

表4 改造后WQ615出口振槽上梗絲厚度和烘后梗絲厚度及水份對比

[1]YC/T 131-1996 煙草及煙草制品試樣的制備和水分測定烘箱法[s]

[2]朱尊權，郁源培等.卷煙工藝（第二版）.北京出版社出版

[3]秦皇島煙草機械有限責任公司.SH83型隧道式烘絲機安全技術操作規程

[4]曾強，李斌，閆亞明等.增溫增濕過程中煙葉吸濕速率的變化[J].煙草科技，2006（1）：15-17

[5]林忠欽，李奇，謝里陽等.機械設計手冊.工業出版社出版

[6]張忠峰,齊海濤,楊江濤.風分器中氣流拋料器的設計應用[J].煙草科技,2011(5)，19-21

[7]趙漢文,張軍,李納.含水率平行移動法穩定葉絲干燥工序工藝參數的研究[J].煙草科技,2012(10)，13-15