□ 鄭紅艷1 □ 趙 劍1 □ 鄒 泉1 □ 魯 勇□ 熊開勝1 □ 王翔飛 □ 夏 峰 □ 楊開偉

1.云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 昆明 650231 2.紅塔煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司 云南玉溪 653100

1 設(shè)計背景

煙梗是部分卷煙及造紙法再造煙葉的主要組成部分[1-2],在減小卷煙產(chǎn)品中煙草有害成分釋放量和降低卷煙產(chǎn)品成本方面發(fā)揮了重要作用。隨著煙梗成絲工藝技術(shù)的快速發(fā)展,煙梗在卷煙工藝中扮演的角色越來越重要,梗絲質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響成品卷煙的質(zhì)量。目前設(shè)備條件下，煙梗中的成品長梗基本由四大類物料組成:① 楔形短梗,長度小于20 mm；② 楔形長梗，長度為20～60 mm;③ 規(guī)則短梗,長度小于20 mm；④ 規(guī)則長梗,長度大于20 mm。四大類物料如圖1～圖4所示。

▲圖1 楔形短梗

▲圖2 楔形長?！鴪D3 規(guī)則短?！鴪D4 規(guī)則長梗

成品長梗作為梗絲唯一的原料來源,其所含有的短梗占比高已成為行業(yè)內(nèi)的共性問題。從目前行業(yè)在用的新型煙梗篩分設(shè)備來看,基本只解決了篩分過程中的卡?，F(xiàn)象,并未從根本上解決楔形短梗和規(guī)則短梗在成品長梗中較多的問題[3-4]?；诖?筆者設(shè)計了新型異形篩網(wǎng)煙梗篩分機(jī)，用于提高煙梗的篩分水平和成品長梗的純凈度,有效解決目前梗絲生產(chǎn)線存在的問題。

2 存在的問題

當(dāng)前打葉復(fù)烤行業(yè)中,煙梗的篩分多采用搖臂式或多級彈片式振動篩分設(shè)備[5],基本工作過程為:煙梗經(jīng)落料器落入振篩進(jìn)行篩分,通過鋼筋縫篩先對超大楔形梗進(jìn)行篩分,再通過腰型孔篩網(wǎng)對長短梗進(jìn)行篩分。經(jīng)兩種振篩篩分后,理論上可以將大部分楔形梗、短梗篩除。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中,楔形梗由于形狀與規(guī)則煙梗差別較大,在篩分過程中容易卡在網(wǎng)孔中,堵塞篩網(wǎng),使后續(xù)物料中的短梗篩出率大幅降低,最終導(dǎo)致成品長梗純凈度降低。

制梗絲時[6-14],楔形煙梗不易潤透,進(jìn)入壓梗工序會造成壓輥頻繁堵料、不易膨脹等問題,影響壓梗合格率。短梗經(jīng)水洗后易堆積在傳送設(shè)備的頭部和尾部,清理難度大。在切梗絲時易產(chǎn)生跑?，F(xiàn)象,造成切后梗絲中梗簽、梗塊增多。

經(jīng)測試,采用搖臂式振動篩分設(shè)備,成品長梗中含有8.0%的短梗,其中楔形短梗占5.5%,規(guī)則短梗占2.5%,且楔形煙梗與形狀規(guī)則的煙梗直徑尺寸差異較大。這說明基于目前篩分設(shè)備的網(wǎng)面形式，對楔形梗的篩分處理能力是有限的。成品長梗結(jié)構(gòu)和尺寸分析分別見表1、表2。由此可見，有必要設(shè)計一種異形篩網(wǎng)煙梗篩分機(jī)來解決目前篩分設(shè)備存在的問題。

表1 成品長梗結(jié)構(gòu)分析

表2 成品長梗尺寸分析 mm

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

異形篩網(wǎng)煙梗篩分機(jī)主要由一級振篩、二級振篩、三級振篩組成,如圖5所示。

▲圖5 異形篩網(wǎng)煙梗篩分機(jī)結(jié)構(gòu)

3.1 一級振篩

保持現(xiàn)有槽體結(jié)構(gòu),分別由兩塊不同尺寸的篩面網(wǎng)板構(gòu)成。一塊為1 600 mm×1 200 mm直排列腰形孔網(wǎng)板，腰形孔尺寸為5 mm×20 mm。另一塊為1 500 mm×1 200 mm直排列腰形孔網(wǎng)板，腰形孔尺寸為4 mm×20 mm。同時配置收集口收集所剔除的物料。采用以上結(jié)構(gòu)作為一級振篩,可以將大部分規(guī)則短梗優(yōu)先篩除,減小后續(xù)篩分的物料量,提高后續(xù)篩分的效率。

3.2 二級振篩

根據(jù)表2數(shù)據(jù)，可知楔形短梗平均直徑為8.80 mm,楔形長梗平均直徑為10.18 mm,二級振篩選用尺寸為1 320 mm×1 200 mm的鋼筋條縫篩,間隙為8 mm。同時配置收集口收集所剔除的物料。二級振篩主要用于將煙梗中直徑大于8 mm的超大楔形梗剔除。

3.3 三級振篩

采用新型異形孔篩,尺寸為2 285 mm×1 190 mm,設(shè)置有內(nèi)凹的異形孔，如圖6所示。按從左向右物料流向而言,順物料流向孔間距離為23 mm,垂直于物料流向孔間距離為23 mm。異形孔長軸長23 mm,短軸長12 mm,通過內(nèi)凹的三段圓弧,構(gòu)造出內(nèi)凹異形孔，其篩孔結(jié)構(gòu)如圖7所示。

▲圖6 新型異形孔篩結(jié)構(gòu)

▲圖7 新型異形孔篩篩孔結(jié)構(gòu)

新型異型孔篩設(shè)置導(dǎo)流板。導(dǎo)流板的厚度為1.5 mm,長度為2 270 mm,導(dǎo)流斜坡長度為113.52 mm,導(dǎo)流斜坡角為6°,起始導(dǎo)流圓角為34°,波峰及波谷圓角為56°,波紋圓弧半徑為29.75 mm。導(dǎo)流板頂部在長度方向呈波浪狀設(shè)置。按照導(dǎo)流斜坡方向,相鄰兩塊導(dǎo)流板以28 mm的間距平行焊接在篩網(wǎng)底板上,一塊導(dǎo)流板的波峰位置對應(yīng)相鄰導(dǎo)流板的波谷位置，形成若干條寬度為28 mm的縱向?qū)Я鞑?導(dǎo)流槽內(nèi)設(shè)置有內(nèi)凹的異形孔。相鄰兩塊導(dǎo)流板波峰位置與波谷位置對應(yīng)，使來料煙梗能更好地擺正空間位置,沿導(dǎo)流槽縱向有序前進(jìn)?；趯?dǎo)流槽內(nèi)有內(nèi)凹的異形孔,在有效篩分出規(guī)則短梗、楔形短梗的同時，保證長梗不被篩出。導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)如圖8所示。

4 工作過程

所設(shè)計的異形篩網(wǎng)煙梗篩分機(jī)工作過程如圖9所示。

▲圖8 新型異形孔篩導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)▲圖9 異形篩網(wǎng)煙梗篩分機(jī)工作原理及過程

烤后煙梗經(jīng)落料器進(jìn)入振篩,通過一級振篩優(yōu)先將大部分規(guī)則短梗篩除，剩余物料包括規(guī)則長梗、楔形長梗、楔形短梗、規(guī)則短梗等。

通過二級振篩將直徑大于8 mm的超大楔形梗篩除,剩余物料包括規(guī)則長梗、楔形長梗、楔形短梗、規(guī)則短梗等。

三級振篩采用新型異形孔篩，將規(guī)則短梗、楔形短梗篩除,最終得到尺寸、結(jié)構(gòu)合理的成品長梗。

5 應(yīng)用效果

隨機(jī)選取2018烤季三個煙葉模塊產(chǎn)生的烤后煙梗,利用所設(shè)計的異形篩網(wǎng)煙梗篩分機(jī)進(jìn)行效果驗(yàn)證,每個煙葉模塊測試五次。結(jié)果顯示,與傳統(tǒng)振篩機(jī)相比,異形篩網(wǎng)煙梗篩分機(jī)長梗率平均提高5.2個百分點(diǎn)，規(guī)則短梗率平均降低2.1個百分點(diǎn)，楔形短梗率平均降低3.1個百分點(diǎn),如表3、圖10～圖12所示。

表3 應(yīng)用效果對比

▲圖10 長梗率變化情況▲圖11 規(guī)則短梗率變化情況▲圖12 楔形短梗率變化情況