煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)不同取樣機(jī)構(gòu)的分析與研究

聞 平 袁 興 張樂(lè)年 肖 榮

（1.南京大樹(shù)智能科技股份有限公司，南京 211122；2.南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院，南京 210016）

煙草卷煙生產(chǎn)企業(yè)的工藝檢測(cè)部門(mén)是專門(mén)負(fù)責(zé)檢測(cè)煙草生產(chǎn)線上煙絲生產(chǎn)質(zhì)量工藝水平的部門(mén)，該部門(mén)通過(guò)各種檢測(cè)儀器檢測(cè)煙絲的各種生產(chǎn)指標(biāo)，通過(guò)各種工藝參數(shù)來(lái)檢測(cè)評(píng)價(jià)煙絲生產(chǎn)的質(zhì)量水平，從而來(lái)調(diào)整相應(yīng)的生產(chǎn)工藝參數(shù)，以便更好地進(jìn)行煙絲生產(chǎn)。

用于煙草工藝部門(mén)檢測(cè)的工藝檢測(cè)工具儀器名目種類很多，也很復(fù)雜。其中煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)是煙草企業(yè)工藝部門(mén)的檢測(cè)系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)通過(guò)在線實(shí)時(shí)取樣篩分分析煙絲中各類等級(jí)煙絲含量，從而來(lái)分析煙絲生產(chǎn)工藝水平，評(píng)價(jià)煙絲質(zhì)量。在該系統(tǒng)中煙絲取樣的優(yōu)異會(huì)直接影響檢測(cè)分析數(shù)據(jù)，所以煙絲取樣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)在該系統(tǒng)中是關(guān)鍵所在，取樣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的優(yōu)異直接影響到取樣的優(yōu)異，直接影響檢測(cè)數(shù)據(jù)。所以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇合適的取樣機(jī)構(gòu)方案對(duì)煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)效果有著直接的關(guān)聯(lián)。

1 煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)是專門(mén)用于煙草生產(chǎn)企業(yè)工藝質(zhì)檢部門(mén)檢測(cè)煙絲生產(chǎn)工藝水平的檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)在線實(shí)時(shí)取樣煙絲，在線實(shí)時(shí)攤薄煙絲，通過(guò)多層篩分得到不同等級(jí)的煙絲含量，從而根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)參考工藝評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢測(cè)煙絲生產(chǎn)工藝水平。

煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，涉及取樣、喂料攤薄、多層篩分、清掃、稱重計(jì)算、軟件分析等功能機(jī)構(gòu)，涉及機(jī)械、電氣、軟件等功能系統(tǒng)。其中取樣系統(tǒng)、喂料攤薄系統(tǒng)、稱重計(jì)算系統(tǒng)、多層篩分系統(tǒng)是關(guān)鍵核心系統(tǒng)。圖1是煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)整體架構(gòu)圖。

圖1 煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

在整個(gè)系統(tǒng)中煙絲取樣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)是煙絲在線振動(dòng)分析系統(tǒng)的關(guān)鍵源頭所在，只有取樣精準(zhǔn)才能保證后續(xù)的檢測(cè)數(shù)據(jù)正確可靠。取樣系統(tǒng)在整個(gè)系統(tǒng)中扮演著在線實(shí)時(shí)取樣煙絲的功能，該取樣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇合適優(yōu)異的取樣系統(tǒng)方案，來(lái)滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際取樣煙絲的要求，達(dá)到整體系統(tǒng)的檢測(cè)要求。

2 煙絲取樣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)介紹與分析

2.1 煙絲取樣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

煙絲取樣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)在煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)中扮演著重要源頭的角色，該系統(tǒng)實(shí)時(shí)采樣煙絲并將煙絲投入喂料攤薄系統(tǒng)中，以供篩分檢測(cè)煙絲。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇合適優(yōu)良的取樣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)是非常重要的方案所在，因每個(gè)煙廠實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況不同，所以有多樣的煙絲取樣機(jī)構(gòu)方案供選擇。大體主要有旋轉(zhuǎn)升降絲桿氣缸伸縮取樣機(jī)構(gòu)、振槽氣缸門(mén)取樣機(jī)構(gòu)、正反轉(zhuǎn)皮帶取樣機(jī)構(gòu)、正反氣缸門(mén)取樣機(jī)構(gòu)等，這幾種取樣機(jī)構(gòu)各有優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)選擇最佳的取樣機(jī)構(gòu)方案。

下面將詳細(xì)分析介紹各種取樣機(jī)構(gòu)性能的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，從而來(lái)評(píng)價(jià)取樣機(jī)構(gòu)的整體性價(jià)比。

2.2 旋轉(zhuǎn)升降絲桿氣缸伸縮取樣機(jī)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)升降絲桿氣缸伸縮取樣機(jī)構(gòu)系統(tǒng)包含旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、升降絲桿、伸縮氣缸等功能系統(tǒng)組成，通過(guò)氣缸伸縮取樣煙絲，然后升降絲桿到合適位置，然后旋轉(zhuǎn)平臺(tái)到煙絲喂料攤薄位置，將煙絲投入喂料攤薄口，以供后續(xù)檢測(cè)功能檢測(cè)煙絲。

該取樣機(jī)構(gòu)包含電動(dòng)、氣動(dòng)、步進(jìn)、變頻等功能系統(tǒng)。整體系統(tǒng)比較復(fù)雜，整體性能穩(wěn)定可靠；具有取樣獨(dú)立，設(shè)備運(yùn)行不受現(xiàn)場(chǎng)其他設(shè)備的影響，也不會(huì)干擾現(xiàn)場(chǎng)其他設(shè)備的運(yùn)行；同時(shí)每次取樣煙絲量比較穩(wěn)定可靠，而且取樣比較全面，能完整地把現(xiàn)場(chǎng)煙絲各個(gè)種類都能取完整；同時(shí)運(yùn)行噪聲小，運(yùn)行平滑。圖2是旋轉(zhuǎn)升降絲桿氣缸伸縮取樣機(jī)構(gòu)效果圖。

圖2 旋轉(zhuǎn)升降絲桿氣缸伸縮取樣機(jī)構(gòu)圖

但是該系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝要求比較高，要求現(xiàn)場(chǎng)安裝位置比較寬敞，尤其是高度位置一定要能滿足安裝的尺寸，因其整體高度比較高；安裝位置可以選擇在振槽口、輸送皮帶口等合適的位置。該系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)到位后，運(yùn)行性能比較穩(wěn)定可靠，是首選的取樣機(jī)構(gòu)選擇方案。

2.3 振槽氣缸門(mén)取樣機(jī)構(gòu)

振槽氣缸門(mén)取樣機(jī)構(gòu)是通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)線上的振槽設(shè)備上開(kāi)一扇門(mén)，安裝氣缸門(mén)，通過(guò)協(xié)調(diào)配合控制煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)振槽、氣缸門(mén)來(lái)滿足達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)取樣煙絲的要求。這種取樣方案要求協(xié)調(diào)高精度控制多方設(shè)備，才能保證不堵料、不夾料、不漏料的情況，滿足現(xiàn)場(chǎng)取樣的要求；但是如果協(xié)調(diào)配合控制不好，將會(huì)引起現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)線的堵料、夾料、漏料的問(wèn)題，同時(shí)會(huì)引起取樣效果差，會(huì)引起落灰的問(wèn)題。

這種取樣方案簡(jiǎn)單，但是實(shí)際控制要求高，要求多方配合才能保證可靠取樣完成，同時(shí)要求在取樣煙絲之前，最好能清掃取料口，保證沒(méi)有取樣時(shí)沒(méi)有灰塵，煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)包含自動(dòng)除塵功能。圖3是振槽氣缸門(mén)取樣機(jī)構(gòu)圖。

圖3 振槽氣缸門(mén)取樣機(jī)構(gòu)圖

2.4 其他取樣方式介紹

正反轉(zhuǎn)皮帶取樣方式，這種方式簡(jiǎn)單，但是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制要求比較高，同時(shí)不能引起堵料等情況，而且該方案取樣后不能攤薄，容易引起堆料；同時(shí)這樣取樣方案取樣不均勻，對(duì)篩分?jǐn)?shù)據(jù)有一定影響，一般不建議采用。

正反轉(zhuǎn)氣缸門(mén)取樣方案是在現(xiàn)場(chǎng)取料口安裝一個(gè)正反轉(zhuǎn)的氣缸門(mén)，不取料時(shí)讓煙絲料正常流入生產(chǎn)皮帶，當(dāng)要求取料時(shí)則控制氣缸門(mén)反轉(zhuǎn)，讓煙絲料進(jìn)入振篩取料口。這種取樣方案簡(jiǎn)單，但是要求控制精度高，同時(shí)容易引起落灰，取樣不均勻，對(duì)篩分檢測(cè)數(shù)據(jù)有一定影響。

2.5 旋轉(zhuǎn)升降絲桿取樣方案實(shí)際使用性能

通過(guò)性能對(duì)比，在多種煙絲取樣方案中旋轉(zhuǎn)升降絲桿氣缸伸縮取樣系統(tǒng)是性能比較高的取樣方案，它具有取樣穩(wěn)定可靠，設(shè)備獨(dú)立，性能穩(wěn)定，取樣穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，所以煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)中首選取樣方案為旋轉(zhuǎn)升降絲桿方案。

這種取樣方案已經(jīng)應(yīng)用于多家煙廠現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)際使用性能效果優(yōu)良，而且檢測(cè)數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定可靠，取樣煙絲量比較穩(wěn)定，取樣比較完整。圖4 是旋轉(zhuǎn)升降絲桿取樣現(xiàn)場(chǎng)使用圖。

圖4 旋轉(zhuǎn)升降絲桿取樣方案現(xiàn)場(chǎng)使用圖

3 結(jié)論

煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用于煙草生產(chǎn)企業(yè)工藝檢測(cè)部門(mén)檢測(cè)煙絲生產(chǎn)工藝水平。該系統(tǒng)涵蓋了機(jī)械、電氣、軟件等功能系統(tǒng)，具有取樣機(jī)構(gòu)、喂料攤薄機(jī)構(gòu)、多層篩分機(jī)構(gòu)、清掃機(jī)構(gòu)、稱重計(jì)算系統(tǒng)、軟件分析計(jì)算系統(tǒng)等功能系統(tǒng)。而取樣采集系統(tǒng)是源頭關(guān)鍵所在，它的優(yōu)異直接關(guān)系到檢測(cè)效果。

取樣系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況有旋轉(zhuǎn)升降絲桿取樣方案、振槽氣缸門(mén)取樣、正反轉(zhuǎn)皮帶等取樣方案，他們各有優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。而旋轉(zhuǎn)升降絲桿伸縮氣缸取樣方案因具有取樣穩(wěn)定、設(shè)備獨(dú)立、取樣完整、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，是煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)首選的取樣方案，能滿足整體檢測(cè)性能要求，應(yīng)用于實(shí)際效果也顯著。

[1]煙絲振動(dòng)分選機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:國(guó)家煙草專賣(mài)局,2012.

[2]煙絲整絲率、碎絲率的測(cè)定方法[S].北京:國(guó)家煙草專賣(mài)局,2007.

[3]煙草工藝檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:國(guó)家煙草專賣(mài)局,2003.

[4]煙草工藝檢測(cè)儀器標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:國(guó)家煙草專賣(mài)局,2003.

[5]煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)技術(shù)手冊(cè)[Z].南京:南京大樹(shù)智能科技股份有限公司,2012.

[6]煙葉原料分組方法的研究[C].北京:中國(guó)煙草學(xué)會(huì)工業(yè)委員會(huì)煙草工藝學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集, 2006.