劉加樹

（安徽中煙工業(yè)有限責任公司蚌埠卷煙廠，蚌埠 233010）

涂布熱風干燥箱干網(wǎng)在線清洗系統(tǒng)研究

劉加樹

（安徽中煙工業(yè)有限責任公司蚌埠卷煙廠，蚌埠 233010）

涂布熱風干燥箱干網(wǎng)在傳送高涂布率再造煙葉過程會粘有大量涂布液，結(jié)合干燥箱自身實際特點，設(shè)計了涂布熱風干燥箱干網(wǎng)在線清洗系統(tǒng)，清洗掉干網(wǎng)粘著的涂布液，并吹掃和烘干干網(wǎng)上清洗后附著的水分，保證了涂布熱風干燥箱的連續(xù)生產(chǎn)。

熱風干燥箱；涂布液；清洗；烘干

0 引言

造紙法再造煙葉是利用煙葉再造技術(shù)將煙草原料按造紙原理技術(shù)加工處理，制成卷煙原料再造煙葉。涂布熱風干燥箱屬于煙草基片干燥設(shè)備。紙機系統(tǒng)把煙草漿料成型形成煙草基片，煙草基片經(jīng)過紙機缸烘烘烤后，進入涂布機用涂布液對煙草基片涂布，變成再造煙葉，再造煙葉再進入涂布熱風干燥箱進行干燥。涂布機涂布后再造煙葉涂布率一般在35%～42%之間，特種再造煙葉的涂布率達到42%～45%，水分值在48～52%之間，水分大。涂布液具有很大的粘性，涂布后再造煙葉進入第一道熱風干燥箱由于未來的及烘干，在生產(chǎn)過程中再造煙葉表面上涂布液很容易粘到干網(wǎng)正面。隨著連續(xù)的生產(chǎn)，干網(wǎng)上的涂布液量的就會增多進而糊住網(wǎng)孔，尤其是高涂布率或涂布液粘性大的品種生產(chǎn)時，干網(wǎng)上粘的更多。會使干網(wǎng)透氣度降低，同時會降低干網(wǎng)熱傳導性能，就會導致干燥箱干燥效率下降，再造煙葉全幅水分烘干效果不好，蒸汽耗量大等問題。

1 現(xiàn)有清洗存在的問題

干網(wǎng)在生產(chǎn)過程中網(wǎng)孔堵塞程度的增加。通常需要不斷提高熱風風量來彌補維持干燥能力。由于烘干能力是有極限的，到一定時間需要進行干網(wǎng)清洗。涂布液主要成分是水溶性物質(zhì)，一般容易被水清洗。干網(wǎng)水清洗主要有兩種方式。一種是停機人工高壓水槍清洗，人工清洗會使生產(chǎn)效率降低，增加了水、電、汽能源和原輔材料消耗。另一種是增加高壓自動清洗裝置。自動清洗是由高壓水管對干網(wǎng)進行清洗。生產(chǎn)中自動清洗過程中，網(wǎng)上會吸附著部分水分，吸附的水分干網(wǎng)不清理干凈，在生產(chǎn)中再造煙葉表面就會產(chǎn)生明顯的干網(wǎng)印，影響再造煙葉質(zhì)量和干燥效果。使得干網(wǎng)自動清洗需要在生產(chǎn)暫停間隙時間進行。

2 系統(tǒng)設(shè)計

涂布熱風干燥箱是紙機涂布后基片烘干系統(tǒng)的重要設(shè)備，由上、下箱體、分配風道、熱風噴嘴、循環(huán)風機、空氣加熱器、余熱回收裝置等組成。熱風干燥箱采用成對布置，薄片由單網(wǎng)托行進入上、下干燥箱的熱風噴間，熱風上、下沖擊再造煙葉進行雙面干燥。

為了實現(xiàn)涂布熱風干燥箱在線自動清洗，更好地解決在線清洗過程中干網(wǎng)附著的水分，設(shè)計了涂布熱風干燥箱干網(wǎng)在線清洗系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由在線移動沖洗裝置、壓縮空氣噴吹裝置和熱風條縫噴嘴烘干裝置三部分組成。

圖1 熱風干燥箱干網(wǎng)在線清洗系統(tǒng)示意圖

在熱風干燥箱底部，按照干網(wǎng)傳送的方向此依次裝有在線移動沖洗裝置、壓縮空氣噴吹裝置和熱風條縫噴嘴烘干裝置。在線移動沖洗裝置、壓縮空氣噴吹裝置裝在涂布熱風干燥箱底部、干網(wǎng)內(nèi)側(cè)。熱風條縫噴嘴烘干裝置裝在熱風干燥箱底部干網(wǎng)靠近地面一側(cè)。

工作過程：熱風干燥箱在生產(chǎn)過程中。在線移動沖洗裝置在干燥箱的底部干網(wǎng)進行高壓水往復沖洗。沖洗掉干網(wǎng)上的涂布液。接著壓縮空氣噴吹裝置對干網(wǎng)吸附的水分進行吹掃，把在表面干網(wǎng)吸附水大部分吹掉。最后殘留水分由熱風條縫噴嘴烘干裝置烘干。使得熱風干燥箱上部干網(wǎng)正面保持干燥，使得干網(wǎng)吸附的水分小于形成干網(wǎng)印的含量。干網(wǎng)在傳送涂布后的再造煙葉時受不到干網(wǎng)表面水分的影響。

3 系統(tǒng)實施

3.1 在線移動沖洗裝置

在線移動沖洗裝置由移動噴水管、針形噴嘴，承水盤等組成。移動噴水管是由滾珠絲杠往復移動裝置、伺服電機、控制器等驅(qū)動。針形噴嘴直徑1mm，噴嘴間距100mm，噴嘴個數(shù)為31個。

由于針形噴嘴之間有100mm較大間距，靜態(tài)噴水管無法清洗全部網(wǎng)橫向網(wǎng)面，網(wǎng)寬3100mm，需要噴水管來回做往復移動，成形網(wǎng)運行速度與噴水管往復移動速度應(yīng)與相匹配。往復行程和速度不匹配，就會造成部分網(wǎng)面沒有得到清洗或部分網(wǎng)面受高壓清洗時間過長造成干網(wǎng)網(wǎng)面損傷。這就要求噴水管往復運動的行程、速度和干網(wǎng)移動的速度、網(wǎng)長、噴嘴沖洗作用直徑、網(wǎng)度及噴嘴間距等匹配, 使得每個往復沖洗周期內(nèi), 網(wǎng)面上所有部位都得到有效沖洗，清洗效果最好前提下，水使用量最少。

干網(wǎng)長度為38m，寬度為3100mm情況下往復行程和速度的確定。

噴水管往復行程確定：

S為噴水管往復行程（mm）；

LW為網(wǎng)面寬度（mm）；

Lj為 噴嘴間距（mm）；

N0為噴嘴個數(shù)；

噴嘴管往復運動的速度確定：

VP為噴水管往復速度（mm/min）；

V1為紙機網(wǎng)速（m/min）；

L1為網(wǎng)長（m）；

d為單個噴嘴沖洗作用直徑（mm）；

VP=120×2/38=6.316mm/min。

最終確定往復間距為100mm，往復速度為6.3mm/ min。

沖洗水壓的確定：由于涂布液是水溶性物質(zhì)，沖洗比較容易，選擇的原則是能清洗干凈的最小水壓，根據(jù)實驗，0.5Mpa水壓最為合適。

3.2 壓縮空氣噴吹裝置

壓縮空氣噴吹裝置由進氣軟管、調(diào)壓閥、壓力表、噴吹氣管、噴嘴和固定支架組成。

噴嘴類型的確定：扇形扁平噴嘴，能在扇形噴吹范圍內(nèi)均勻一致分布，最適合用于需要均勻高打擊力的應(yīng)用中，在集管裝置中，經(jīng)過精確定位，這些噴嘴所產(chǎn)生的氣流覆蓋精密相連。噴嘴角度的確定：噴嘴角度過大，噴吹沖壓力過于分散，噴嘴角度過小，噴嘴安裝密度過大，選用噴射角度45度，即保證壓縮空氣對網(wǎng)面的沖擊力，又能保證，噴嘴的配置密度適中，噴嘴口選用0.5mm，等效噴孔直徑0.53mm。噴嘴口距離網(wǎng)面的距離為100mm。

噴嘴間距和個數(shù)的確定：噴嘴間距太大，壓縮空氣經(jīng)過噴嘴在噴吹到網(wǎng)面時，在兩個噴嘴有效區(qū)域之間有間隙，噴嘴間距距離太小噴吹區(qū)域有重疊，壓縮空氣氣流方向在接近網(wǎng)面時形成交叉，相互干擾。只有合適的噴嘴間距才能保證噴吹效果。噴嘴數(shù)量要和干網(wǎng)寬度、噴嘴間距相匹配的。

噴孔間距計算確定：

LS為噴口間距（mm）；

LH為噴嘴口距離網(wǎng)面的距離（mm）；

θ為噴射角度（°）；

α為等效噴孔直徑（mm）。

LS=100×tan(45°/2)×2+0.53=83.37mm，噴射時允許噴射面有微小部分重疊取整間距為83mm。

噴嘴數(shù)量確定：

N1為噴嘴數(shù)量；

LW為網(wǎng)面寬度（mm）；

噴嘴數(shù)量取整數(shù)選取38。所以實際噴吹寬度為38×83=3154mm。壓力確定是靠噴吹效果決定的，壓力值越大噴吹掉水分就越多，但是大到一定值時去水量并不明顯，經(jīng)過試驗選擇0.45Mpa效果最好。噴嘴高速噴吹的氣流，吹走了大部分吸附干網(wǎng)上的水分，且破壞了網(wǎng)帶網(wǎng)格間形成的水膜，為后面烘干提高了效率。一般干網(wǎng)的自身重量是1.64kg/m3，經(jīng)過高壓移動噴水管清洗過重量改變?yōu)?.97kg/m3，附著的水含量為16.75%，經(jīng)過壓縮空氣吹掃后重量變?yōu)?.78kg/m3，附著水含量下降到7.87%。噴吹效果十分明顯，剩下附著的水分需要后面烘干系統(tǒng)進行烘干。

3.3 熱風條縫噴嘴烘干裝置

熱風條縫噴嘴烘干裝置熱風送風管道、條縫噴嘴、固定支架等組成。條縫噴嘴每三個為一組，每三個在一個弧面上，共有兩組6個條縫噴嘴組成。熱風管道和干

【】【】燥箱熱風送風管道相連接，由干燥箱熱風管道系統(tǒng)提供熱風。干燥箱進風設(shè)有手動風閥，用于調(diào)節(jié)各風箱的送風量，由于一組三個噴嘴管方向是弧面圓點區(qū)域，這個域位置正好在干網(wǎng)面上。熱風從均勻三條縫隙噴嘴噴出，溫度高風速大，能吹透干網(wǎng)橫幅同一區(qū)域。除了蒸發(fā)外還能依靠風速帶走一部分水分，這樣能使干網(wǎng)網(wǎng)孔內(nèi)側(cè)、中間、外側(cè)水的快速烘干。

圖2 熱風條縫噴嘴三維模型圖

送風由于是熱風，含濕量不好確定，一般由補充新風含濕量來確定。在環(huán)境空氣溫度25℃，濕度65%，排風溫度92℃，濕度25%情況下，可算得送風量約為9300m3/h。干網(wǎng)由熱風條縫噴嘴烘干裝置烘干后重量會下降到1.72kg/m3，水分下降到5%以下。聚脂材料干網(wǎng)具有優(yōu)良的機械性能，吸水性很小。干網(wǎng)吸附水含量只要小于5%就不會形成干網(wǎng)印。在實際中由于涂布后的再造煙葉只和干網(wǎng)正面接觸，熱風只需要烘干干網(wǎng)正面一側(cè)表面水分就可以了，實際熱風量使用要小的多。

4 結(jié)束語

根據(jù)現(xiàn)有涂布干燥箱現(xiàn)有自身的條件，設(shè)計出涂布熱風干燥箱干網(wǎng)在線清洗系統(tǒng)，解決了高涂布率或粘性大涂布液不能在線連續(xù)生產(chǎn)的問題。改進后取得了明顯效果，降低了勞動強度，節(jié)約了能源和原材料發(fā)過程消耗，減小了產(chǎn)品質(zhì)量的波動，保證了產(chǎn)品穩(wěn)定性，取得了良好的經(jīng)濟效益。

[1] 張威振,劉加樹,等.再造煙葉熱風干燥箱的煙草薄片傳送機構(gòu)[P].中國發(fā)明專利,CN103978668, 2016.04.20.

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Research of on line cleaning system of hot air drying cabinet net after cladding

LIU Jia-shu

TP271

A

1009-0134(2017)04-0133-03

2017-01-18

劉加樹（1970 -），男，安徽蚌埠人，工程師，本科，主要從事煙機制絲設(shè)備和再造煙葉設(shè)備維修與管理工作。