沉降式落料器在片煙物料氣力輸送上的改進

郭永 李博

摘 要：沉降式落料器廣泛應用于煙草行業氣力輸送系統上。相對傳統切向落料器，沉降式落料器具有結構簡單、容易保養、占地面積小等優點，主要應用于葉絲、膨脹絲、梗絲等絲狀物料氣力輸送設備上。沉降式落料器在片煙的氣力輸送落料過程中，由于片煙的物料狀態為片狀，物料受風面積大，易粘附沉降式落料器過濾網，造成過濾網網面局部壓損過大發生堵料現象。通過增加沖孔網板骨架、物料導向板和定時噴吹裝置三項改進措施后，可以實現片煙物料的自由沉降，達到要求的使用效果。

關鍵詞：沉降式落料器 氣力輸送 片煙 自由沉降

中圖分類號：TS43 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（b）-0172-02

沉降式落料器（圖1）是一種新式落料器，物料通過管道輸送至落料器進口，合格物料沉降至氣鎖排出至指定落料點，物料中的粉塵顆粒穿過過濾網輸送到除塵器集中收集。沉降式落料器的原理是根據不同物料間懸浮速度差異來實現物料的自由沉降。可根據牛頓定律建立方程進行受力分析：

ma=mg-R

式中：m為物料的質量；a為物料的運動加速度；R為空氣對物料自由落體的阻力；g為重力加速度。

由上式可以得出，懸浮速小于空氣阻力隨氣流上升；而懸浮速度大于氣流速度則穿透氣流沉降下來。由此可見只要將沉降式落料器內的氣流控制在大于粉塵顆粒重力且小于物料重力時，便可以實現物料自由沉降及與粉塵顆粒分離。

相對傳統切向落料器，沉降式落料器具有結構簡單、容易保養、占地面積小等優點，目前主要應用于葉絲、膨脹絲、梗絲等絲狀物料氣力輸送設備上。但在片煙等片狀物料輸送設備上使用時，發生了片煙物料無法沉降現象，影響正常生產，需進行進一步改進加強沉降式落料器的通用性。

1 問題分析

經觀察分析后得出造成沉降式落料器在片狀物料上無法正常使用主要有以下原因：

（1）片煙物料狀態不同。片煙物料為片狀，受風面積相對絲狀物料較大，不易沉降，易粘附在過濾網上，導致過濾網兩側壓差過大大，網面產生變形。

（2）片煙物料單片重量大。片煙物料單片物料重量遠大于絲狀物料，所需輸送風速較高。一般烘后絲狀物料采用矩形管輸送風速為13.5～15.5 m/s左右，但潤后片煙輸送風速可以達到18 m/s以上。這樣片煙進入沉降式落料器對過濾網的沖刷力度要遠大于絲狀物料。

（3）粘附過濾網網面片煙物料生產過程中無法及時清理。在正常生產過程中，不可能進入沉降式落料器內進行清理網面，導致過濾網上片煙粘附過多，影響風力分布，導致生產無法正常進行。

2 改進措施

（1）在過濾網后方添加骨架沖孔網板。其主要目的加強過濾網強度，抵消過濾網向后方的張力，防止過濾網變形。但添加骨架網板同時肯定會降低整個過濾網的透空率，所以骨架沖孔網板的開孔規格至關重要。由于方孔網板的透空率要大于圓孔的，故該次改進選取五種規格的方孔沖孔網板進行實驗。（如表1）

經過試驗，發現規格3的沖孔網板可以滿足落料需要；規格1和規格2由于透空率低，造成過濾網上下表面壓差過大，片煙容易吸附在過濾網上造成堆積無法實現自由沉降；規格4和5沖孔網板透空率可以滿足自由沉降要求，但長時間帶料運轉后，過濾網容易發生變形，降低使用壽命。所以經過試驗確定沖孔網板的最終規格為40 mm×40 mm。（如圖2）

（2）增加物料導向板及尾部隔板。具體方案為在沉降式落料器進料口處增加一套物料導向板，在沉降式落料器過濾網板后側增加一塊200 mm的隔板。

如圖3改進后沉降式落料器結構圖所示，物料導向板為活動式，可進行角度調整，控制物料進入沉降式落料器內的角度，使物料拋擲到過濾網底部隔板下方。過濾網后端增加隔板，可以使落料器后端形成局部低風區，這樣拋擲到隔板下方的物料便可以實現自由沉降，解決了片煙物料大量吸附在過濾網上的問題，減小過濾網的壓力。

（3）增加定時噴吹裝置（圖3）。定時噴吹裝置由調壓過濾器、緩存氣罐、電磁閥、噴吹管及連接管件組成。整套定時噴吹裝置安放在沉降式落料器尾部，噴吹管安裝在過濾網上方50 mm處。

噴吹裝置的工作原理為外部引入壓縮空氣對接到調壓過濾器接口處，通過調壓過濾器調整壓力整后通入緩存氣罐中。利用電控程序控制電磁閥的開啟時間與關閉時間，實現噴吹管的定時噴吹功能，通過噴吹產生的氣流反向沖擊過濾網網面，網面產生振動來清理粘附在過濾網上的物料。通過實踐驗證，噴吹裝置每次噴吹間隔5 min，每次噴吹時間2 s，就可以達到過濾網面的自清理。

3 結語

經過多家煙廠在線使用實踐證明，改進后的沉降式落料器可以在片煙物料氣力輸送上使用，并解決了沉降式落料器在正常生產過程中的無法及時清理的問題，實現了過濾網面自清理的功能。

但是沉降式落料器是否能夠在粉狀物料氣力輸送上實現自由沉降還需要大量實驗進一步驗證。

參考文獻

[1]國家煙草專賣局.卷煙工藝規范[S].中央文獻出版社，2003.

[2]胡開文.煙葉打葉復烤工藝與設備[M].北京：北京化工工業出版社，2002.

[3]陳剛.力學原理在風分中的應用[J].蕪湖職業技術學院學報，2003（2）：20-21.

[4]羅珣，孫小龍，蔣炎炎，等.煙絲氣力輸送的優化分析[J].科技情報開發與經濟，2010（8）：152-154.