一種葉片溫度水分的控制工藝及其系統的製作方法
2023-10-19 09:10:12
本實用新型涉及一種屬於捲菸行業制絲工藝設備領域，具體地說涉及一種葉片溫度水分的控制工藝及其系統。
背景技術：
目前，捲菸切絲國內捲菸企業制絲生產線切絲前葉片增溫方法和設備，均按照國家菸草專賣局編制的(ISBN 7-5073-1338-7/F23)《捲菸工藝規範》/第六篇葉絲/所述的「6.1煙片增溫」的工藝和設備。
現有技術中的切絲前葉片增溫方法和設備如下：捲菸葉片在增溫容器內，用蒸汽和熱風加溫煙片，使捲菸葉片達到30-40℃，使捲菸葉片舒展、鬆散，以提高後工續切葉絲質量。在實踐應用中，特別是處於長江以南的捲菸加工企業，由於冬季低溫時間較短，夏季高溫時間長，加上制絲車間生產設備發熱量大和熱源集中，車間環境溫度較高，容易導致捲菸葉片溫度超出《捲菸工藝規範》30-40℃標準上限，並直接導致後工序切絲時，葉絲出現並條粘連，影響加工質量並導致菸葉消耗上升。另外，從眾多煙廠制絲線的實際運行情況看，該工藝設備有6-9個月處於無效甚至負效運行狀態，特別是在夏季，只能把該設備當成葉片輸送通道使用，明顯增加1-2％的不合理的菸葉造碎率。所以，行業許多企業在實施新的制絲工藝設備技術改造時，直接放棄採用該工藝流程設備。
根據中國菸草行業各捲菸廠所處地域，具備以下導致葉片加工工藝質量、菸葉消耗出現波動的典型氣候特徵，如：東南部沿海地區及長江，珠江流域夏天的長時間「高溫高溼」，葉片溫度水分容易超過標準要求；在西、北方地區，秋冬季節「低溫低溼」，葉片容易出現溫度水分低於標準要求；華東華南地區的梅雨季節、回南天氣的「低溫高溼」，葉片容易出現溫度低於標準、水分符合要求等工況。不同企業、不同地域、不同季節氣候，葉片加工標準不盡相同，《捲菸工藝規範》指導性的葉片增溫筒設備只能實現增溫增溼的單一功能，不能根據不同的地區進行適應性調整，實際應用效果不佳，不利於捲菸廠制絲線的全年工藝質量與過程消耗的穩定。
自2003年《捲菸工藝規範》發布實施至今，國內捲菸行業尚未出現可有效替代該工藝流程的工藝設備。
技術實現要素：
為此，本實用新型所要解決的技術問題在於葉片溫度水分工藝控制系統及裝置適應性差，進而提供一種適應性好的葉片溫度水分的控制工藝及其系統。
為解決上述技術問題，本實用新型的一種葉片溫度水分的控制系統，其包括：
機架
具有進料口和出料口的容器，設置在所述機架上，所述容器內設置有翻動裝置；
進料輸送裝置，與所述進料口連通，用於向所述容器內部輸入葉片；
出料輸送裝置，與所述出料口連通，用於輸出所述容器內部的葉片；
溫溼度控制裝置，其包括溫溼度檢測裝置和溫溼度調節裝置，用於雙向控制所述容器內葉片的溫度和水分。
所述容器為筒狀體，所述翻動裝置為與所述容器同軸且相對所述容器軸線旋轉的內筒，所述內筒內側壁上設置有沿其徑向延伸的釘狀結構。
所述溫溼度調節裝置包括與所述容器內部連通的輸入管道和輸出管道，所述輸入管道和輸出管道上分別設置有調節大小的調節閥。
所述輸入管道包括設置在靠近所述進料口的進料側輸入管和/或靠近所述容器出料口的出料側輸入管。
所述輸出管道包括設置在靠近所述容器進料口的進料側輸出支管和/或靠近所述容器出料口的出料側輸出支管以及同時設置進料側輸出支管和出料側輸出支管時連接兩輸出支管的輸出總管。
所述輸出總管上設置有排風扇。
所述進料側輸入管包括進料側氣體輸入支管和進料側水分輸入支管，所述進料側輸入管通過進料側噴嘴與所述容器連通；所述出料側輸入管包括出料側氣體輸入支管和出料側水分輸入支管，所述出料側輸入管通過出料側噴嘴與所述容器連通。
所述出料側氣體輸入支管一端與所述容器連通，另一端與低溫氣體產生裝置連通。
進料側氣體輸入支管一端與所述容器連通，另一端與高溫氣體產生裝置連通。
所述進料輸送裝置包括進料輸送振槽和與所述進料輸送振槽連接的振動機構；和/或所述出料輸送裝置包括出料輸送振槽和與所述出料輸送振槽連接的振動機構。
所述溫溼度檢測裝置包括設置在進料輸送裝置處的進料溫度儀和進料水分儀。
所述溫溼度檢測裝置還包括設置在出料輸送裝置處的出料溫度儀和出料水分儀。
所述容器水平銳傾角為2°，生產線設計能力為6400Kg/h，容器內徑2450mm。
所述進料側噴嘴距離容器底部垂直高度1800mm；出料側噴嘴距離容器底部垂直高度1300mm。
還包括一控制系統，所述控制系統與所述溫溼度控制裝置和所述溫溼度控制裝置連接。
所述控制系統還與所述進料輸送裝置和所述出料輸送裝置連接。
本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點，
本實用新型所述葉片溫度水分的控制工藝及其系統，可對不同地域、不同季節、氣候以及不同生產工況條件下的捲菸廠制絲線生產工藝過程中的葉片溫度、水分進行雙向調節，即不僅可進行增溫增溼，而且還可以降溫降溼，實現全方位的調節，提高設備的適應性，使用效率高，穩定提升工藝質量，降低生產過程損耗。
本實用新型所述葉片溫度水分的控制工藝及其系統，可根據不同地葉片情況可進行調節，A、當葉片溫度、水分偏低時，對其進行加溫加溼處理，提高其溫度和含水率；B、當煙片溫度、水分偏高時，對其進行降溫降溼處理；C、當葉片溫度偏高，水分符合要求時，對其進行降溫保溼處理；D、當葉片溫度偏低、水分符合要求時，對其進行增溫保溼處理。
本實用新型所述葉片溫度水分的控制工藝及其系統，設計一種具有雙排潮功能結構的容器，可通過「順流加工方式」與「逆流加工方式」的組合操作，實現對不同葉片溫度水分全方位調節，當葉片溫度、水分低於標準要求時，葉片容器採用順流加工方式；當葉片溫度和含水率高於標準要求時，葉片容器採用逆流加工方式，以此類推。
本實用新型所述葉片溫度水分的控制工藝及其系統，為具有雙排潮功能結構的容器，即在容器上設置有進料側輸出支管和出料側輸出支管，以及在所述輸入管道包括設置在靠近所述進料口的進料側輸入管和靠近所述出料口的出料側輸入管，通過「順流加工方式」與「逆流加工方式」的組合操作，實現對不同葉片溫度水分全方位調節。當葉片溫度、水分低於標準要求時，葉片容器採用順流方式，即進料端施加蒸汽或蒸汽與水組合等高溫高溼的氣體或氣體與水分的組合對葉片進行處理；當葉片溫度和含水率高於標準要求時，葉片容器採用逆流方式，即出料端施加空調空氣等低溫低溼的氣體對葉片進行處理。以此類推，其他工況下的葉片溫度水分調節，均通過蒸汽施加裝置、空調空氣施加裝置、水施加裝置、排潮裝置的自動切換與組合操作實現。
附圖說明
為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的具體實施例並結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
圖1是本實用新型所述葉片溫度水分的控制系統示意圖；
圖2是本實施例中僅具有出料側輸出支管的葉片溫度水分的控制系統示意圖；
圖3是本實施例中僅具有進料側輸出支管的葉片溫度水分的控制系統示意圖。
圖中附圖標記表示為：圖中標號：1-容器，101-進料口，102-出料口，2-進料輸送裝置，3-出料輸送裝置，4-進料水分儀，5-進料溫度儀，6-出料溫度儀，7-出料水分儀，8-進料側氣體輸入支管，9-進料側水分輸入支管，10-出料側氣體輸入支管，11-出料側水分輸入支管，12-進料側噴嘴，13-出料側噴嘴，14-進料側輸出支管，15-出料側輸出支管，16-輸出總管。
具體實施方式
圖1所示為本實施例所述的葉片溫度水分的控制系統，其包括：機架、容器1、進料輸送裝置2、出料輸送裝置3和溫溼度控制裝置，容器1具有進料口101和出料口102，設置在所述機架上，所述容器1內設置有翻動裝置；所述容器1為筒狀體，所述翻動裝置為與所述容器1同軸且相對所述容器1軸線旋轉的內筒，所述內筒內側壁上設置有沿其徑向延伸的釘狀結構；進料輸送裝置2與所述進料口101連通，用於向所述容器1內部輸入葉片，所述進料輸送裝置2包括進料輸送振槽和與所述進料輸送振槽連接的振動機構；出料輸送裝置3與所述出料口102連通，用於輸出所述容器1內部的葉片，所述出料輸送裝置3包括出料輸送振槽和與所述出料輸送振槽連接的振動機構；溫溼度控制裝置包括溫溼度檢測裝置和溫溼度調節裝置，用於雙向控制所述容器1內葉片的溫度和水分。所述溫溼度檢測裝置包括設置在進料輸送裝置2處的進料溫度儀5和進料水分儀4。所述溫溼度調節裝置包括與所述容器1內部連通的輸入管道和輸出管道，所述輸入管道和輸出管道上分別設置有調節大小的調節閥17。
所述溫溼度檢測裝置還包括設置在出料輸送裝置3處的出料溫度儀6和出料水分儀7。
所述輸入管道包括設置在靠近所述進料口101的進料側輸入管和靠近所述出料口102的出料側輸入管。所述輸出管道包括設置在靠近所述容器1進料口101的進料側輸出支管14和靠近所述出料口102的出料側輸出支管15以及連接兩輸出支管的輸出總管16。所述輸出總管16上設置有排風扇。
所述進料側輸入管包括進料側氣體輸入支管8和進料側水分輸入支管9，所述進料側輸入管通過進料側噴嘴12與所述容器1連通；所述出料側輸入管包括出料側氣體輸入支管10和出料側水分輸入支管11，所述出料側輸入管通過出料側噴嘴13與所述容器1連通。所述出料側氣體輸入支管10一端與所述容器1連通，另一端與低溫氣體產生裝置連通。進料側氣體輸入支管8一端與與所述容器1連通，另一端與高溫氣體產生裝置連通。
所述容器1水平銳傾角為2°，生產線設計能力為6400Kg/h，容器1內徑2450mm。所述進料側噴嘴12距離容器1底部垂直高度1800mm；出料側噴嘴13距離容器1底部垂直高度1300mm。還包括一控制系統，所述控制系統與所述溫溼度控制裝置和所述溫溼度控制裝置連接。所述控制系統還與所述進料輸送裝置2和所述出料輸送裝置3連接。
作為可變換的實施例，所述輸入管道可以設置為僅包括設置在靠近所述進料口101的進料側輸入管或僅包括設置在靠近所述出料口102的出料側輸入管。所述輸出管道替換為僅設置在靠近所述容器1的進料口101的進料側輸出支管14或僅設置在靠近所述出料口102的出料側輸出支管15，如圖2和圖3所示。
一種使用上述葉片溫度水分的控制系統的工藝，其包括如下步驟：
(a)葉片通過進料輸送裝置2送入容器1加工，溫溼度檢測裝置對送入所述容器1前的葉片進行溫溼度和水分的檢測；
(b)溫溼度調節裝置根據步聚的調節前檢測結果對送入的葉片進行溫溼度和水分的調節處理；
(c)處理後的葉片通過出料輸送裝置3輸出。
在步驟(c)之後還包括步驟：(d)所述溫溼度檢測裝置和水分檢測裝置分別檢測輸出所述容器1的葉分的溫度和水分，並將調節後檢索結果反饋給所述溫溼度調節裝置。根據溫溼度調節裝置上設置的所述調節閥17調節進出所述容器1的溫度和水分。
步驟(b)中的調節處理包括順流加工模式和逆流加工模式；
所述順流加工模式為：位於容器1進料口側的進料側輸入管開啟，對葉片施加與其運動方向相同的氣體和/或水分，對葉片進行加溫和/或加溼處理；出料側輸出支管15開啟，將容器1內多餘的氣體和/或水分排走；根據調節後檢測結果調節進料側輸入管上設置的調節閥17調節所述容器1內的溫度氣體和/或水分，確保出料口102處葉片溫度水分滿足標準要求；
所述逆流加工模式為：位於容器1出料口側的出料側輸入管開啟，對葉片施加與其運動方向相反的氣體和/或水分，對葉片進行加溫和/或加溼處理；進料側輸出支管14開啟，將容器1內多餘的氣體和/或水分排走；根據調節後檢測結果調節出料側輸入管上設置的調節閥17調節所述容器1內的溫度氣體和/或水分，確保出料口(102)處葉片溫度水分滿足標準要求。
進料側輸入管的進料側氣體輸入支管8通入低溫低溼氣體、低溫高溼氣體、常溫低溼氣體、常溫高溼氣體、高溫低溼氣體和高溫高溼氣體中的一種或多種，進料側輸入管的進料側水分輸入支管9通入水；由進料側噴嘴12對葉片施加與其運動方向相同的氣體或氣體與水的混合，對葉片進行溫溼處理，根據出料溫度儀6和出料水分儀7檢測數據反饋，系統對進料側氣體輸入支管8和/或進料側水分輸入支管9進行調整與修正。
出料側輸入管的出料側氣體輸入支管10通入低溫低溼氣體、低溫高溼氣體、常溫低溼氣體、常溫高溼氣體、高溫低溼氣體和高溫高溼氣體中的一種或多種，出料側輸入管的出料側水分輸入支管11通入水；由出料側噴嘴13對葉片施加與其運動方向相反的氣體或氣體與水的混合，對葉片進行溫溼處理，根據出料溫度儀6和出料水分儀7檢測數據反饋，系統對出料側氣體輸入支管10和/或出料側水分輸入支管11進行調整與修正。
本實施例中使用步驟如下：
(1)葉片經進料輸送裝置2進入容器11，並進行溫度水分檢測。
(2)當葉片溫度和水分低於標準時，進料側氣體輸入支管8、進料側水分輸入支管9的調節閥開啟。通過進料側噴嘴12將蒸汽和水噴灑到葉片上，同時進料側輸出支管14的調節閥關閉，出料側輸出支管15與輸出總管16開啟，將多餘的蒸汽或水氣輸出。葉片在容器11轉動輸送下，在出料端經出料輸送裝置3輸出。出料端進行溫度水分檢測，偏離標準要求時，系統自動調整進料側氣體輸入支管8、進料側水分輸入支管9的調節閥開度，使出料葉片溫度水分符合標準要求。當葉片溫度偏高，水分符合或偏低時，出料側氣體輸入支管10、出料側水分輸入支管11開啟，經出料側噴嘴13將空調空氣或空調空氣與水混合噴射到葉片上，此時出料側輸出支管15調節閥關閉，進料側輸出支管14、輸出總管16開啟，將多餘的空調空氣和水輸出。葉片在容器1(1)轉動輸送下，在出料端經出料輸送裝置3輸出。出料端進行溫度水分檢測，偏離標準要求時，系統自動調整出料側氣體輸入支管10、出料側水分輸入支管11調節閥開度，使出料葉片溫度水分符合標準要求。
針對不同情況具有處理如下：
(1)針對來料葉片溫度水分均低於工藝標準要求的秋冬季節常見的低溫低溼工況，葉片出料溫度水分工藝標準要求：溫度30±3℃，水分20±0.5％。實際工況進料溫度22℃，水分18.0％，需要對葉片增溫增溼處理。實施時，採用順流加工模式，步驟如下：進料端的進料側氣體輸入支管8、進料側水分輸入支管9開啟，實施組合操作，通過進料側噴嘴12施加蒸汽和水，對葉片進行增溫增溼處理。排潮方式為：進料側輸出支管14關閉，出料側輸出支管15與輸出總管16開啟。自控方式為：在出料溫度水分檢測到葉片溫度水分符合指標要求時，按原組合操作的蒸汽和水比例施加；不符合時，系統自動調整蒸汽和水比例，直至達到工藝標準要求。
(2)針對來料葉片溫度偏高，水分符合工藝標準要求的夏季常見的高溫工況，葉片出料溫度水分工藝標準要求：溫度30±3℃，水分20±0.5％。實際工況進料溫度40℃，水分20.0％，需要對葉片降溫保溼處理。具體實施時，採用逆流加工模式，步驟如下：出料端的出料側氣體輸入支管10開啟、出料側水分輸入支管11關閉，空調空氣具體工藝參數為：溫度26-28℃，相對溼度80-90％，空氣焓值範圍70-85KJ/kg；通過出料側噴嘴13對葉片進行降溫保溼處理。排潮方式為：進料側輸出支管14開啟，出料側輸出支管15關閉，輸出總管16開啟。自控方式為：在出料溫度水分檢測到葉片溫度水分符合指標要求時，按原組合操作；不符合時，系統自動調整空調空氣進風量，直至達到工藝標準要求。
(3)針對來料葉片溫度偏低，水分符合工藝標準要求的南方梅雨季節、回南天氣可能出現的特殊工況，葉片出料溫度水分工藝標準要求：溫度30±3℃，水分20±0.5％。實際工況平均進料溫度24℃，水分20.0％，需要對葉片升溫保溼處理。本例，因使用蒸汽增溫，會導致煙片水分同時上升超標，所以不適用順流式加工模式的前端增溫操作。在具體實施時，仍選擇採用逆流加工模式，步驟如下：出料端的出料側氣體輸入支管10開啟、出料側水分輸入支管11關閉，通過出料側噴嘴13對葉片進行升溫保溼處理。空調空氣具體工藝參數為：溫度35-40℃，相對溼度65-75％，空氣焓值範圍95-135KJ/kg。排潮方式與自控方式，與實施例2相同。
(4)針對來料葉片溫度符合，水分偏低於工藝標準要求的周末交班煙或其他長時間貯葉等因素影響而出現的工況，葉片出料溫度水分工藝標準要求：溫度30±3℃，水分20±0.5％。實際工況平均進料溫度30℃，水分16-18％，需要對葉片保溫增溼處理。本例，可採用順流式的前端進料側水分輸入支管9開啟，通過進料側噴嘴12加水的方式；或採用逆流式的後端出料側水分輸入支管11開啟，通過出料側噴嘴13加水的方式均可實現工藝控制目標。排潮強度應注意環境溫度影響，具體排潮方式與自控方式，參考情況(1)和情況(2)實施。
本實用新型的葉片溫度水分工藝控制系統及裝置，與《捲菸工藝規範》指導下行業各捲菸廠制絲線普遍採用的葉片增溫筒相比，對不同工況的葉片溫度和水分的調節方式更加靈活，工藝指標控制更加穩定有效，設備使用效率更高，可滿足不同加工工藝指標要求。
本實用新型工藝控制系統實施原則：A、根據進料端葉片溫度和水分的實際工況，選擇蒸汽和水組合、空調空氣和水的組合操作方式；B、根據需要選擇順流或逆流方式，靈活切換進料、出料側輸出支管15，以及排潮開度的工作狀態；B、根據氣、料接觸面的空氣絕對含溼量、空氣焓值，對空調空氣的溫度和相對溼度指標及波動控制範圍進行動態調整。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型創造的保護範圍之中。