卷烟机风力送丝落料器的设计_王松臣

第25卷 第2期2010年4月郑州轻工业学院学报(自然科学版)J OURNAL OF Z H ENGZ HOU UNI VERS I TY OF L I G HT I NDUSTRY(Nat u ral Science)V o.l 25 N o .2A pr .2010收稿日期:2009-10-11基金项目:云南中烟工业公司红塔集团技术改造项目(HTY20063684 3)作者简介:李向东(1966 ),男,云南省玉溪市人,郑州轻工业学院硕士研究生,红塔集团高级工程师,主要研究方向为卷烟工艺设备.文章编号:1004-1478(2010)02-0055-04卷烟机风力送丝料仓滤网及容积优化改进李向东1,2, 吴永兴2(1.郑州轻工业学院烟草科学与工程学院,河南郑州450002;2.红塔集团玉溪卷烟厂,云南玉溪653100)摘要:为解决PASSI M 12K 卷烟机料仓供丝过程中容易阻塞的问题,考虑卷烟制造过程中影响烟丝结构及烟丝损耗的因素,提出了增加卷烟机料仓容积、在内部设置斜置滤网代替水平滤网、增加滤网面积的改进措施.改进后,消除了卷烟机供料不足、滤网堵丝的现象,保证了烟丝的稳定供给和卷烟加工质量.关键词:风力送丝;卷烟机料仓;滤网中图分类号:TS43 文献标志码:AThe i m prove m ent of cigarette machi ne w i nd w ire sil ofilters and vol u m e opti m izati onLI X iang-dong 1,2, WU Yong-x i n g2(1.C olle ge of T obacco S ci .and Eng.,Zhengzhou Univ .of L i ght Ind .,Zhengzhou 450002,China ;2.Yux i Cigarette Factory,H ong t a T obacco(G roup )Co.,L t d.,Yux i653100,Ch i na)Abstract :In order to so l v e the prob le m o f the PASSI M 12K cigarette m ak i n g m ach i n e hopper feed i n g s ,the possible causes o f the i m pact ofw i n d w ire and c i g arette m aking on tobacco str ucture and tobacco consu m p -ti o n i n the process o f c i g arette m ak i n g w ere analyzed .The i m prove m entm easures are proposed to ensure the stable supp l y o f tobacco and the process qua lity of cigarette by i n creasi n g the capacity hopper ,in wh ich the i n ter nal filters are set instead of t h e leve l of oblique filters to i n crease the filter area to e li m i n ate t h e shor-t age o f feed i n g and w ire block i n g filter .K ey w ords :w i n d w ire ;c i g arette m ak i n g m ach i n e hopper ;filter net0 引言气力输送是指利用气流的动能和压力,使物料沿着一定的路线、由某一点转移到另一点的连续输送方式.风力送丝是卷烟工厂广泛采用的对卷接机组进行供丝的方式.卷烟机吸丝料仓用于将风力送郑州轻工业学院学报(自然科学版)丝系统提供的烟丝接收、暂存后再向卷接机组供应,以满足设备正常运转时的用丝需求.卷接机组的落料器是卷烟机风力送丝的一个重要部件,若卷烟机落料器料仓滤网及容积设置不当,会出现供丝不畅或滤网阻塞等情况,特别是PASSI M机型,此问题相对突出[1-5].1 风速和卷制对卷烟生产的影响根据不同工艺配方烟丝结构的特点,风力送丝系统的风速(风送风速)及主要构件集丝箱滤网等对烟丝结构和烟丝损耗影响明显,需进行优化和改进.1.1 风送风速对烟丝损耗的影响风速对烟丝损耗的影响如图1所示.图1 风送风速对烟丝损耗的影响由图1可以看出,除尘灰耗与风送风速成正比,风速越高,灰耗越大,特别是当风速超过20m/s时,灰耗增加更明显.风速在14.6m/s至18.5m/s之间,灰耗虽然随风速增加而增加,但递增量不大.风送集灰量与风送风速关系不大.综合考虑成品率的影响,风速选择在17m/s和18.5m/s之间较为理想.1.2 风送风速对烟丝结构的影响由图2对比结果表明,风送风速对烟丝结构影响不明显,整丝率风送后略有下降,碎丝率略有上升.图2 不同风速对烟丝结构的影响1.3 卷烟机落料器料仓对卷烟生产的影响图3为PASSI M12K卷烟机吸丝料仓.料仓的中上部,水平设置一个长960mm,宽130mm的抽屉式金属滤网3,将落料器分为上、下2个腔室,上腔室7为负压风室,下腔室8为烟丝贮料仓,容积V= 0.067m3,滤网面积S=0.062m2.在实际使用过程中,料仓滤网容易发生阻塞,造成吸丝不畅,供丝不足.图3 PASS I M12K卷烟机吸丝料仓由对以上数据及现象的分析得知,卷烟生产过程中影响烟丝结构和损耗的主要环节在于卷烟机的生产过程.卷烟机的落料器料仓是重要一环,研究解决料仓滤网容易阻塞、造成吸丝不畅、供丝不足的问题,对于降低卷烟消耗、保障卷烟质量具有重要意义.2 卷烟机滤网面积优化计算分析卷烟机滤网可防止风送时烟丝从料仓滤网漏走,被吸风带至风力送丝除尘器造成浪费.最常用的24目钢丝滤网,滤网钢丝直径0.2mm,滤网有效通风面积为62%.一般烤烟型混合烟丝的悬浮速度大约为4m/s,碎丝的悬浮速度大约为3m/s.当风送风速大于此速度时,在直管段烟丝可以吸送;小于此速度,烟丝不可能被吸送.所以,当卷烟机料仓滤网表面风速小于烟丝悬浮速度时,风送过程中滤网才不会阻塞[6-9].一般吸丝控制设置在料仓填充至约90%时停止.在吸丝料仓吸丝时,随料仓逐步填满,若料仓容积小,如果滤网设置位置不合理,滤网的有效通风面积会逐步减少,滤网表面风速逐步增大.改进料仓结构,采用斜置滤网代替水平滤网,增加料仓容积,可有效保持滤网在吸丝过程中的通风面积.风力送丝系统中,吸丝管直径一般选择为 =125mm,其截面积S1= R2=12272mm2562010年李向东,等:卷烟机风力送丝料仓滤网及容积优化改进设滤网表面积为S2,根据流体力学连续性方程,在不考虑卷烟机料仓漏风情况下,取最大风送风速20m/s,滤网表面最大允许风速3m/s.则S1 20m/s=S2 62% 3m/s所以,滤网最小面积S2=0.132m2滤网最小面积与料仓的吸丝控制及料仓结构有关,与滤网采用的材料和有效通风面积有关,并与烟丝结构及所选择的风送风速有关.为满足风力送丝需要,滤网面积不能小于0.132m2.PASSI M12K卷烟机吸丝料仓原滤网面积为0.062m2,远小于计算的合理面积,所以使用中会经常发生阻塞.3 卷烟机吸丝料仓最小容积的优化计算分析对于P ASS I M12K卷接机,其料斗要丝控制是等传感器检测到烟丝料仓活门关闭后2s才开始要料,当传感器检测到烟丝料位装满时,延时2s要料结束.当传感器检测到计量斗料位低于检测器时,延时3s后料斗活门打开,开启5s放料结束后活门关闭.这相当于在一个吸丝周期内,固定有10s的辅助延迟时间.设卷接机料仓吸丝时间为T,根据公式Q=0 25 D2 ! 式中,Q为气力送丝输送量;D为送丝管直径125mm;V为烟丝输送速度18m/s; 为空气密度1.2kg/m3; 为输送比0.8; 为配丝率100%.风送能力为:Q=12.72kg/m in.而卷接机平均用丝能力按照生产速度10000支/m i n计算,对于84(60+24)mm的规格烟支来讲,当烟丝水分为12.7%,单支烟质量为0.91g 时,单支耗丝比例为73.8%.则烟丝需求量为Q丝=6.72kg/m in设卷接机料仓储丝能力为L v,则有L v=Q T 1/60且L v 6.72 (T+10) 1/60料仓的最小储丝能力和最短吸丝时间分别为L v=2.375kgT m in=11.2s烟丝的自然堆积密度平均大约为90kg/m3,则最小容积为0.0264m3.由于一般吸丝控制设置在料仓填充至约90%时停止,所以最小容积应为0.0293m3,P ASS I M12K料仓设计容积为0.067m3,大于0.0293m3,理论上能满足基本要求.但此状态下没有吸丝等待时间,卷接机料仓必须随时保持工作状态才能满足生产需求,开关频繁,吸丝与不吸丝状态转换间隔时间短,风送系统稳定性差,实际生产时不能按此设置.在选择18m/s风速时,P ASS I M12K料仓的理论吸丝时间T1为T1=90 0.067 90%/Q=25.6s每次料仓吸满可用时间为48.45s,不吸丝的总等待时间为22.85s,去掉辅助延迟时间10s,等待吸丝的时间只有12.85s,吸丝时间占整个吸丝周期的52.8%,说明吸丝间隔时间太短.当卷接机料仓容积较小,短时间内(不足20s)烟丝就储满料仓,且吸丝等待时间较短时(<15s),卷接机料仓开关频繁,容易损伤密封.由于料仓容积小,在吸丝即将满时,料仓滤网处的有效通风面积减小较快,系统吸阻变化大,滤网表面风速高,烟丝与滤网接触面紧密,烟末容易被吸风带走,滤网容易被烟丝吸附造成阻塞.使用实践证明,当卷接机要丝时间超过25s 时,若料仓吸丝能基本填满,但仍有约10%的余量时,料仓滤网不会出现阻塞,卷接机料仓吸丝较均匀.当吸丝间隔时间(总等待时间)大于30s时,风送系统波动相对小,设置较为合理.考虑要丝风力送丝能力,取最大风送风速21m/s粗略计算,根据公式 ,此时风送能力为14.84kg/m i n.取最短要丝时间25s,则料仓容积V=QT0.9V60=0.0763m3每次料仓吸满可用时间为55.18s,不吸丝的总等待时间为30.18s,去掉辅助延迟时间10s,等待吸丝的时间还有20.18s,吸丝时间占整个吸丝周期的45%,说明设置较为合理.3 结语PASS I M12K料仓容积为0.067m3,小于此容积,卷接机料仓开关频繁,容易出现滤网阻丝情况,所以需进行改造.在改造时将料仓的高度、宽度加大,增加其容积.改造后的料仓见图4所示,容积为57第2期郑州轻工业学院学报(自然科学版)0.0802m 3,是原来的120%,料仓容积完全能够满足卷接机组生产的供丝需求.图4 改进后PASSI M 12K 卷烟机吸丝料仓PASSI M 12K 卷烟机料仓优化改进后,卷烟机落料器滤网面积增加,从而消除了滤网阻塞现象,降低了操作人员的劳动强度,消除了供丝不足、滤网阻塞现象,延长了滤网的使用寿命;卷烟机性能稳定可靠,保障了产品质量.参考文献:[1] 姚二民.卷烟机械[M ].北京:中国轻工业出版社,2005:421-423.[2] 张日亮,张天洲,柏世秀,等.PA SSI M 卷接机组风力送丝落料器的改进[J].烟草科技,2001(2):25.[3] 孟庆涛,张振华,吕桂芳.Y J19卷烟机落料器的改进[J].烟草科技,2007(4):25.[4] 戴石良,李国荣,袁国安.卷接机组风力集中供给方式的研究与应用[J].烟草科技,2004(10):10[5] 谢海,袁国安,李国荣.卷接机组风力送丝风速控制技术与原理[J].湖南科技学院学报,2007(4):117.[6] 黄标.气力输送[M ].上海:上海科学技术出版社,1984:12-14.[7] 王松臣.卷烟机风力送丝落料器的设计[J].包装与食品机械,2007(3):36.[8] 张雄,李国荣.烟丝气力输送系统送丝管风速的测量[J].烟草科技,2006(2):18.[9] 杨伦,谢一华.气力输送工程[M ].北京:机械工业出版社,2006:79-135.(上接第46页)[7] Chen J K ,Beraun J E ,Carney T C .A corrective s moothedparticle method for boundary val ue prob l e m s i n heat conducti on[J].Int J for Nu m erica lM et hods i n Eng ,1999,46(2):231.[8] S i ngh I V,Sandeep K ,P rakash R .The ele ment free galerk i nmethod i n three -dm i ensi ona l st eady state heat conducti on [J].Int J o f Comp Eng Sc,i 2002,3(3):291.[9]S i ngh I V,P rakash R.T he num erical soluti on of three -d i m ensi onal transient heat conducti on prob l em s using e le m ent free G a lerk i n m ethod[J].T he Int J of H ea t and T ech ,2003,21:73.[10]S i ngh I V.A nu m erical so l u tion o f com posite heat transfe rprob l em s usi ng m esh l ess m e t hod [J].Int o f H eat and M ass T ransfer ,2004,47(10-11):2123.[11]S i ngh A,Si ngh I V,P rakash R.N u m er i ca l so l u tion of te m pera t ure -dependent t her m a l conductiv i ty prob l ems u -si ng a m eshless m t heod [J].N u m er i ca l H eat T ransfe r (P art B ),2006,50(2):125.[12]S i ngh A,S i ngh I V,Prakash R.M es h l ess e l ement free Ga ler -kin method f o r unsteady nonli near heat transfer probl ems [J].Int J o fH eat and M ass T ransf er ,2007,50(5-6):1212.[13]Zhang X H,Ouyang J ,Zhang L .M a tri x free m es h l ess methodfor transi ent heat conducti on proble m s[J].Int J ofH eat and M ass T ransfer ,2009,52(7-8):2161.[14]W u X H,Shen S P ,T ao W Q .M eshl ess loca l Petrov -G alerk i nco ll ocati on me t hod for t w o -dm i ensi ona l heat conducti on proble ms[J].C M ES :Com pM odeli ng i n Eng &Sc ,i 2007,22(1):65.[15]L i u L H ,Tan J Y.Leas-t squares co llocati on m esh l essapproach for radiati ve heat transfer i n absorb i ng and scatt er -i ng m edia[J].J of Q uan ti ta ti ve Spectroscopy &R adiati ve T ransfer ,2007,103(3):545.[16]T an J Y,Zhao JM,L i u L H.M eshless me t hod f o r geo m-e try boundary i dentifica ti on prob l em o f heat conduction [J].N u m e rica l H eat T ransf e r (P art B )2009,55(2):135.[17]吴学红.无网格局部Petrov -G a l erk i n(M LP G )方法及其在传热与流动中的应用[D ].西安:西安交通大学,2009.[18]陶文铨,吴学红,戴艳俊.无网格方法在流动和传热问题中的应用[J].中国电机工程学报,2010,30(8):1.[19]L i u G R,G u Y T.A n i ntroducti on to m eshfree m ethodsand t he ir prog ramm i ng [M ].Be rlin :Spr i nge r ,2005.[20]奥齐西克.热传导[M ].俞昌铭,译.北京:高等教育出版社,1983.58 2010年。

《机床电气控制与PLC》实训报告题目：卷烟厂风力送丝设备控制系统设计组号：第一组班级学号：学生姓名：指导教师：成绩：沈阳工学院0.前言 (2)1.实训的任务和要求 (3)1.1实训的任务 (3)1.2实训的基本要求 (4)2.总体设计 (4)2.1 PLC选型 (4)2.2 PLC端子分配 (5)3.PLC程序设计 (5)3.1设计思想 (5)3.2 PLC顺序功能图设计 (6)3.3 PLC梯形图设计 (7)3.4 PLC指令 (9)4.结束语 (12)5.参考文献 (13)0.前言可编程序控制器（Programmable Logic Controller）是以微处理器为核心，综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。

英文缩写为PC 或PLC。

它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更得到用户的好评。

因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱（PLC，机器人和CAD/CAM）之一。

初期的PLC只是用于逻辑控制的场合，代替继电器控制系统。

随着微电子技术的发展，PLC以微处理器为核心，适用于开关量、模拟量和数字量的控制，它已进入过程控制和位置控制等场合的控制领域。

目前，可编程序控制器既保留了原来可编程序逻辑控制器的所有优点，又吸收和发展了其他控制装置的优点，包括计算机控制系统、过程仪表控制系统、集散系统、分散系统等。

在许多场合，可编程序控制器可以构成各种综合控制系统，例如构成逻辑控制系统、过程控制系统、数据采集和控制系统、图形工作站等等。

本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。

掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。

掌握常用电器元件的选择方法。

卷烟厂风力送丝设备控制系统设计0.前言............................................................... ..................................... 1 1.设计题目................................................................. ................................. 2 2.控制要求................................................................. ................................. 2 3.任务分析................................................................. ................................. 3 4.方案确定................................................................. ................................. 4 5.输入输出点数的确定及PLC选型........................................................ 5 6.主电路原理图及其设计说明............................................................... .. 6 控制原理图及其设计说明 (8)程序设计及其设计说明................................................................9 ．主程序设计............................................................... .................. 9 1）. 主程序设计说明............................................................... .... 9 2）. 主程序顺序功能图.............................................................16 9.程序调试说明........... 17 10.电器元件选择及其选择依据说明和计算说明................................. 18 风机选型：........................................................... .................... 18 电磁阀选型：........................................................... ................ 18 光电开关选型：........................................................... ............ 19 按钮的选型：........................................................... ................ 20 CPU选型：........................................................... .................... 20 沈阳理工大学课程设计专用纸No 11.沈阳理工大学课程设计专用纸No 5.输入输出点数的确定及PLC选型1）输入点数：本系统需要有19个输入分别9个SQ开关，为1#落料器光电开关上，1#落料器光电开关下，1#料仓光电开关上，1#料仓光电开关下，2#落料器光电开关上，2#落料器光电开关下，2#料仓光电开关上，2#料仓光电开关下,风机手动开关；7个SB开关，为启动按钮，停止按钮，清空落料器按钮，1#回风手动按钮，1#翻板门手动按钮，2#回风手动按钮，1#翻板门手动按钮3个方式选择旋钮，为手动，单周期，连续2）输出点数：本系统需要五个输出分别为：风机，1#回风电磁阀，1#翻板门电磁阀，2#回风电磁阀，2#翻板门电磁阀；5 沈阳理工大学沈阳理工大学课程设计专用纸No 6.主电路原理图及其设计说明图1控制面板1）如图按钮的控制面板，在外部，有12个按钮，分别控制系统做不同的工作，设有紧急停车按钮，可以避免突发事件。

一种柔性烟丝松散混丝风选箱烟丝掺配是否均匀充分在一定程度上影响卷烟烟支品质，为了提高烟丝掺配均匀性，减少结团，结块的烟丝，同时为了进一步提升混合后烟丝的纯净度。

提出了一种柔性烟丝松散混丝风选箱，其结构简单、设备占地小、能耗低、混丝掺配更均匀充分、能够提高烟丝中梗签剔除率，增加烟丝纯净度，能够满足叶丝生产工艺的需求。

标签：烟丝；纯净度；混丝充分；混丝风选箱1 引言烟丝掺配是卷烟生产工艺中的一个重要环节，决定卷烟烟支的品质好坏。

各卷烟厂的工艺流程，都要求烟丝的配比要稳定、分布要均匀。

但是在实际生产过程中，丝团、结块等无法解开，常常使烟丝掺配不均匀，由于掺配不均匀，容易导致滚筒加香精度低、卷接后烟支的重量和吸阻偏差较大等一系列问题。

随着科技的进步、市场的竞争及消费者的需求，产品质量的稳定性越来越不容忽视[1]。

2 掺配混丝存在的问题目前国内烟草行业制丝生产中的掺配工艺多为直接掺配或风选机式混丝，而风力混丝原料有很大部分是委外加工，在装箱运输过程中，烟丝在挤压状态下极易黏连形成烟饼、结块、结球，不易松散。

同时叶丝在制丝线上皮带机振槽等上面的输送过程也容易缠绕结团。

现有混丝设备具有一定的解团松散能力，由于烟丝未全部经过松散辊，使得现有设备不能完全有效的松散这些丝团和结块等，混丝区域小且通过现有掺配设备可以知道其风选梗签剔除率不高。

造成现阶段的掺配不均匀，含签率高现象。

有效提高烟丝纯净度和掺配均匀度，已经成为烟草行业进一步发展一个共识。

3 问题分析目前各烟厂混丝机存在的最主要的问题是梗签剔除率低和掺配不均。

为了减轻卷烟机的剔除压力，降低烟丝损耗，部分混丝机采用风选机形式，当双层进料混丝的同时进行风选，具有一定的梗签剔除效果，由于烟饼和丝团未经全打散辊打散，固风选剔除效果不显著；两种物料同侧分层进入风选机，两种烟丝没有实质进行交叉混丝，大部分烟丝直接飘选进入中箱下沉到皮带机上输送从气锁排至下道工序，两种烟丝混丝空间、混丝作用小，造成混丝不均匀，不充分。

卷烟机送丝方案的探讨
蒋凯二
【期刊名称】《烟草科技》
【年(卷),期】1994(000)002
【总页数】3页(P15-17)
【作者】蒋凯二
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TS43
【相关文献】
1.卷烟机风力送丝系统优化研究 [J], 许永明;邱润泉;杨天乐;许建勇
2.卷烟机除尘和风力送丝烟丝在线单独回收装置的研究 [J], 郑国栋
3.风力送丝在卷烟机回丝输送装置中的应用 [J], 王松臣
4.卷烟机风力送丝系统管网结构的稳定性分析 [J], 李金凤;李国荣;罗清海;刘尚友;张雄;王伟浩
5.卷烟机风力送丝风速对卷烟物理指标的影响 [J], 侯玉兰
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