煙絲輸送皮帶導流勻料裝置的研制及應用*

王中山，張艷科，張 銳，謝 松，謝 衛，王 浩，楊蔚晟，趙靜宜，楊正軍，劉 怡，楊元鑫，張道偉，宋世強

(貴州中煙工業有限責任公司 遵義卷煙廠，貴州 遵義 563000)

在卷煙加工過程中，制絲工藝是其中的核心內容，而煙絲摻配又是制絲工藝中的重點，因此加強對摻配過程的研究，能夠有效提高整體的穩定度[1]。煙絲摻配是將梗絲、膨脹絲等按產品配方設計要求，按照一定的比例，準確、均勻地在線摻配到干燥煙絲中的工藝過程，是實現各組分煙絲含量均勻一致的關鍵工序[2]。摻配過程實物混合的均勻性，對于后續加香乃至卷制、成品質量等方面都有重要的影響。

1 現狀分析

1.1 面臨問題

日常生產中面臨的實際問題，即在煙絲摻配過程中，物料匯總主通道皮帶上，物料實物分布、混合不均勻，如圖1所示。

圖1 原煙絲摻配過程中物料分布狀態

主要表現有：皮帶邊緣明顯散落煙絲；側邊壓條上積攢煙絲；摻配之后，有純葉絲或純梗絲的情況發生，也就是“漏摻”；物料流邊緣明顯凹凸，寬度極差、高度極差較大。

1.2 原因分析

電子皮帶秤落料口高度差較大，物料在掉落到輸送皮帶后，容易四散開來。煙絲因為本身特性而纏繞輸送，在電子皮帶秤上掉落時，容易成團成股的落下。在電子皮帶秤之后、摻配之前，無設備或工序、勻料振槽等，對煙絲進行聚攏、勻料。

1.3 國內研究

目前行業內存在相應的煙絲、煙葉輸送過程的導流勻料裝置，但是各有利弊。對皮帶輸送機出料口進行技術改造，增加分料裝置，將物料由一路分成三路，均勻分布到下游振動輸送機上，振動輸送機能在短時間內達到勻料的目的[3]，這是針對高水分高溫度煙葉輸送皮帶的(松散回潮工序后)，而摻配工序是常溫水分低煙絲，同樣的方法會造成煙絲造碎明顯。選擇性拉切松散技術體系與葉絲選擇性松散設備，可以實現提高卷煙品質、降低煙絲消耗、提高生產效率，但增加了煙絲造碎[4]。

其他諸如通過增加轉角皮帶機、U型皮帶等方式，可以提高葉絲分布和瞬時摻配均勻性，涉及到現場很大的改動和投資，且后期保養維護麻煩；通過勻料振槽等方式進行改進，又涉及到現場設備布局和生產線的整體設計優化，改動規模較大且效果有限。通過查詢相關資料，在制絲過程工藝流程相對固定情況下，未發現有能夠不增加造碎、輕巧簡便的對煙絲進行導流勻料的方式。

2 裝置設計

煙絲輸送帶導流勻料裝置采用可調節寬度式導流板，對皮帶機上物料進行收攏，避免煙絲在輸送過程中斷料斷流現象出現，有效進行導流和勻料。

2.1 結構組成

在皮帶機兩側板架設固定架。固定架內部焊接導流安裝板(左右兩塊)，分別安裝左、右導流板組件。每個導流板由兩塊板通過鉸接而成(分旋轉板和滑移板)。左、右導流板(滑移部分)由左右旋梯形絲杠連接，可通過棘輪扳手(正反向)調節絲杠，實現左右導流板(滑移板)間距調節，保證輸送煙絲的收料效果。并配置PC耐力可視化蓋板，采用氣力彈簧輔助開合，保證裝置使用安全。如圖2所示。

圖2 勻料裝置結構示意圖

2.2 工作原理

本裝置根據煙絲輸送狀態和漏摻問題程度，適當調節左右螺旋絲杠，調整導流板間隔距離，并現場跟蹤測試運料效果。當測試結果符合生產要求時，旋緊導流板組件星形把手，牢固連接導流板組件至固定架上，閉合蓋板，裝置進入工作狀態。如煙絲輸送流量、速度、斷料程度發生變化時，重復上述過程，直至勻料效果符合要求。調節原理如圖3所示。

圖3 勻料裝置調節原理示意圖

2.3 功能部件

2.3.1 固定架及導流板

固定架由架體和導流板組件安裝板焊接成型。導流板組件螺栓連接在固定架安裝板上，由旋轉和滑移兩部分鉸接而成，每部分由導流側板、密封條、壓邊條及立眼軸承組成。其結構設計圖如圖4所示。

圖4 固定架及導流板組件示意圖

導流板組件安裝板設計固定孔位、弧形槽位及橫向槽位等。導流板滑移部分設計縱向槽位，以滿足導流板間距調整時各部分的旋轉及縱橫滑移要求。導流板組件間距調整前，稍微松開全部固定螺釘和星形把手。調整滑移板間距時(以左部分為例)，01旋轉部分圍繞固定螺釘01作旋轉運動，星形把手01沿弧形導槽滑動，星形把手02和星形把手03及絲杠調節支架01沿橫向導槽滑動。01滑移部分在沿橫向導槽滑移的同時沿縱向導槽滑移。各部分運行軌跡參照圖3。

為保證導流板組件的導料及收攏聚料效果，導流板與皮帶表面間隙采用密封條銜接，防止煙絲散落導流板外側(保證煙絲全部收攏)。密封條采用食品級硅膠材質，保障制絲生產質量安全。導流板底部設置立眼軸承，保證導流板組件因拆裝或意外脫落時與輸送帶表面滑動接觸，避免損傷輸送帶表面。

2.3.2 絲杠組件

選擇左右旋梯形絲杠，公稱軸徑 20 mm，螺距 4 mm，精度6級。絲杠為不銹鋼材質加工，配套銅質絲母，具備自鎖功能。絲杠螺紋有效長度可根據實際需要進行調整。雙頭梯形絲杠在調節導流板間距過程中，為方便左右旋動調節，本裝置配套可調節鉗口式棘輪扳手，使用方便，省時省力，如圖5所示。

圖5 絲杠組件示意圖

2.3.3 上蓋板及氣彈簧

為保證裝置使用及維護安全，本裝置設計安全蓋板，框架采用不銹鋼304矩形管焊接成型(規格：40 mm×10 mm×1 mm)，頂板采用PC耐力板(厚度 4 mm)，可有效保證結構強度和預防煙絲輸送過程中頂板內部產生冷凝水現象。頂板外表面粘貼特氟龍覆膜，可有效預防頂板上方灰塵積聚，便于清潔。上蓋板通過碟形彈簧連接至固定架上，采用氮氣彈簧輔助支撐。氮氣彈簧另端安裝在導流板組件安裝板上，以保證裝置維護時人員的操作安全，以及人工開合蓋板時節省人力，如圖6所示。

圖6 上蓋板及氣彈簧示意圖

3 應用效果

在葉絲流量分別設置為 4400 kg/h 和 2600 kg/h 時，對比使用煙絲輸送帶導流勻料裝置和未使用該裝置時的效果，并對相應的質量指標進行統計。結果顯示，本裝置明顯改善煙絲摻配過程煙絲分布狀態，明顯提升煙絲和摻配物的均勻性，能夠滿足煙絲輸送皮帶上的導流勻料。

3.1 指標定義

漏摻(斷點)次數，即統計一定時間內(2 min)物料出現露底(皮帶裸露面積大于 4 cm2)的次數。

物料寬度極差，即統計一定時間內(2 min)，煙絲輸送過程中物料最寬距離與最窄距離之差。

物料高度極差，即統計一定時間內(2 min)，煙絲輸送過程中物料最高距離與最低距離之差。

3.2 效果對比

在葉絲流量分別設置為 4400 kg/h 和 2600 kg/h 時，相應的效果及指標對比見表1。

表1 不同流量下煙絲分布效果及指標對比表

4 小結

煙絲輸送皮帶導流勻料裝置，具備不需用電、不需通信、簡便、實用，且煙絲不額外造碎、不造成輸送皮帶磨損、不涉及現場設備改造或調整等諸多優點。并且能夠根據物料流量和來料狀況，進行勻料效果的調整，明顯改善煙絲摻配過程煙絲分布狀態，明顯提升煙絲和摻配物的均勻性。在4400 kg/h和2600 kg/h的葉絲流量下：

1)物料漏摻(斷點)次數減少，由原來的3及4次變為均小于等于1次；

2)物料邊緣凹凸情況明顯改善，物料寬度極差由原來的47cm及 39 cm 變為均小于 24 cm；

3)物料高低不平現象明顯改善，物料高度極差由原來的 20 cm 及 18 cm 變為均小于等于 15 cm。