卷煙廠卷接機旋轉吸附分離裝置

劉亦堅（河南中煙工業有限責任公司洛陽卷煙廠　河南洛陽）

卷煙廠卷接機旋轉吸附分離裝置

劉亦堅
（河南中煙工業有限責任公司洛陽卷煙廠河南洛陽）

開發卷煙廠卷接機旋轉吸附分離裝置，實現卷接機流失煙絲回收再利用。通過使用測試，各項指標均達到卷煙工藝質量標準，具有一定推廣價值。

卷煙設備卷接機煙絲輸送分離裝置

卷接機生產煙支時，煙絲輸送和卷接利用大量負壓和壓縮空氣，由于煙絲靠負壓輸送及卷接機自身機構特性，不可避免會流失部分煙絲。一般行業內流失的煙絲和煙灰均被當作廢料處理，造成大量原料浪費。洛陽卷煙廠經過調研，開發出一款卷接機旋轉吸附分離裝置（以下簡稱卷接機分離裝置），該裝置可安裝于不同機型卷接機，并可實現煙絲回收再利用。

一、卷接機分離裝置原理

目前，國內卷煙廠主要以Protos和Passim兩大類型卷接機為主，煙絲卷接過程中，需要清除掉煙絲中的煙末和煙灰。由于煙絲形狀特點，煙絲經過負壓吸風及吸絲帶的高速輸送，含有煙末的煙絲在生產過程中很容易產生造碎。基于這些特點，煙絲卷接時，利用高強度負壓（一般情況下，負壓值P1可達約10 kPa），管道內徑為D1=156 mm，強大負壓也會吸走部分煙絲。針對煙絲流失原因，在煙絲流失的后端除塵管道添加旋轉吸附分離裝置，通過旋轉吸附再分離，將除塵管道中煙絲進行分離。將旋轉體分為吸附分離腔和下料腔兩個腔室，煙絲隨卷接機負壓進入吸附分離腔中，均勻附在旋轉體的鋼絲網上，煙灰體積微小，通過網孔被重新排放到原除塵管道，達到分離目的。吸附的煙絲通過旋轉機構轉移至下料腔中，通過特殊的結構設計及壓力消除，將回收的煙絲回收到卷接機回收裝置上表面，此時回收的煙絲不易被再次吸走，實現再利用。

二、卷接機分離裝置主要組成（圖1）

1.旋轉體吸附分離

（1）旋轉體扭矩選定。通過現場實踐的積累及計算，選擇24 V、75 W直流電機，電機體積小、輸出扭矩大。經過變速箱，電機輸出扭矩達到7.6 N·m。在結構件設計中，通過應力源分析，轉動結構件應力均＞7.6 N·m，當設備出現堵塞時，電機通過控制器保護，實現PLC控制，切斷電源，保護設備。

（2）旋轉支點設計。主要是選擇軸承型號，煙絲含有大量煙灰和焦油，通過實踐，選用DDUCM密封蓋軸承，保證設備可連續運行。

圖1　卷接機分離裝置示意圖

（3）旋轉體的結構。旋轉體設計時選用骨架結構，其通孔有效率為η2，結構必須保證既能阻擊煙絲，又能分離煙灰，同時不能影響卷接機負壓。按照國家香煙煙絲使用規定（以28目鋼絲網孔為篩選標準），經過多次試驗，最終選用18目鋼絲網，其出孔有效率為η1，旋轉體直徑D2，3/8的面積給分離使用，5/8面積保證管道負壓不受影響。通過計算，可得吸風安全系數ω1=5η1× η2×D22/（8D12），設計安全系數達到1.37，確保設備旋轉吸附時，不影響卷接機正常工作。

2.下料

下料設計主要考慮煙絲下落時，由于旋轉體和下料腔的間隙內存在負壓，煙絲下落會受到影響，為此做出如下方案：①在下料位置設計泄壓口，通過外部空氣補償，消除負壓值；②選用一些軟材料，減小旋轉體和下料腔的面積S1；③使用壓縮空氣，消除負壓值，選用的壓縮空氣壓力值P2為2 bar，壓力管內徑D3，吹料安全系數ω2=πP2×D32/（4P1×S1），通過計算，目前安全系數達到2。在確保設備正常運行情況下，為節約壓縮空氣，再調小P2值，通過多方努力，目前使用的壓縮空氣P2已降到0.6 bar。

3.在線利用的設計

管道設計選用主次管道，一方面是適應卷接機安裝下料位置，主次管道的開啟關閉使用電磁閥控制，當設備正常工作時，通過旋轉吸附分離裝置的閥門開啟，主管道上的閥門關閉，回收設備正常工作；反之，當設備出現故障時，閥門反向，次管道開通，可確保回收裝置不影響卷接機的正常工作；下料采用透明的管道，可清楚地觀察煙絲回收狀況。

表1　6#卷接機生產卷煙記錄

三、卷接機分離裝置測試

（1）回收煙絲重量測試。設備運行正常時，斷開下料透明管，測試回收的卷煙煙絲重量，連續測試3個白班，每個班隨機取樣回收煙絲2次，每次取樣60 min。洛陽卷煙廠6#卷接機生產卷煙記錄見表1。

（2）端部落絲量及含末率測試。設備開啟和關閉時，分別取樣，測試香煙端部落絲量及含末率。

（3）香煙工藝質量指標測試。設備開啟關閉時，測試香煙工藝質量指標。

四、使用效果

表2　香煙端部落絲量及含末率

表3　香煙工藝質量指標

目前卷接機分離裝置已在洛陽卷煙廠6#卷煙機（Passim卷接機）安裝使用近1年，使用效果良好，回收煙絲量平均約1.5 kg/h，每年可節約煙絲成本達90.7萬元（煙絲70元/kg），可生產香煙1800萬支，當年即回收投資成本。通過分析測試數據，回收裝置對煙絲品質無影響，卷煙端部落絲量、含末率、質量標偏、圓周標偏、通風標偏、吸阻標偏和硬度標偏等指標均達到卷煙工藝質量標準。卷接機分離裝置可節約原料，經濟效益高，適合不同類型卷接機使用，具有良好市場推廣價值。

〔編輯凌瑞〕

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