WQ3111B型滚筒式叶片回潮机自动清扫装置的研制

【摘要】WQ3111B型滚筒式叶片回潮机是卷烟生产工艺回潮系统中片烟处理的关键设备，其作用是对片烟进行加湿加温处理，并将切后的块状片烟进行松散，使片烟物料的水份、温度等物理特性符合生产工艺要求。

【关键词】热风循环系统;波动曲线

一、设备的主要结构及工作原理

WQ3111B型滚筒式叶片回潮机由滚筒、机架、热风循环系统、管路系统和控制系统组成。其工作原理是：在进、出料罩侧边上设有蒸汽喷嘴和汽水混合喷嘴，控制系统根据前段电子皮带秤对物料的称重情况转换为流量信号，在滚筒转动过程中，片烟物料不断地在其内部进行翻滚，此次蒸汽喷嘴和汽水混合喷嘴在控制系统的控制下按设置的工艺参数值自动对物料进行喷射，在蒸汽、水雾和热风的作用下，松散后的叶片的含水率增加、温度提高。经过该设备的处理，物料水份可由原来的12-13%提高到17-19%，物料温度由常温提高到50℃～60℃左右，并稳定在一个可控的范围内，叶片松散率≥99%，为下一步的生产工序做好准备。

二、设备的功能缺陷

热风循环系统的作用是保证滚筒内部风量流速的和蒸汽喷射流量的稳定，在实际使用中我们发现该设备的热风循环系统在设计时存在着严重的结构缺陷，在该设备热风循环系统的重要组成部分中，其排潮管路上的筛网没有设置有自动清洁装置，物料经过滚筒后处于松散状态，在热风的作用下一些小的碎片由于水份的增加就会随着热风漂浮而粘附在排潮的筛网上，造成循环系统管道的堵塞从而影响排潮效果，进而影响叶片回潮机出口水份与温度的控制值的稳定性。下图为改造前3月2日筛网情况和水份、温度曲线，该日生产品种水份设定值为17±1%，温度设定值为60℃±3℃。

从图三和图四可以看出温度和水份曲线波动偏差值较大，（说明：曲线中变化剧烈部分为两次生产停顿间隔时间，不是实际监控记录，以下同）在生产过程中，评价曲线对工艺的影响主要指标是过程控制能力指数 (也称工序能力)CPK，其计算公式如下：

其中：

M:设定值的中心值、:测量数据平均值、：标准偏差、

T:为设定值上下限的公差、:设定值的上限、设定值的下限

三、：

通过分析水份和温度的曲线变化情况及影响因素，我们发现热风循环系统的通畅与否是影响物料出口水份及温度稳定性的重要因素，针对存在的缺陷，需要对设备持续运行过程中出现的筛网被碎片堵塞故障进行及时的处理。为此，通过对设备结构进行分析和研究，我们考虑在热风循环系统筛网处增加一个自动喷吹清洁装置，定期对粘附在筛网上的碎片进行清理，以保证管道的畅通。基于这一改进思路，初步确定该装置包括喷吹执行件、压力储气罐、气动件和控制系统组成。设计思路是：压力储气罐储存一定的气量以保证气量使用时压力的稳定，在控制系统和气动件的作用下，压力稳定的压缩空气作用于热风循环系统中的排潮筛网，使粘附在筛网上的小碎片及时的脱落，保障排潮管道的畅通。

说明：系统构件包括：贮气罐、减压阀、过滤器、气缸和喷吹管

清扫装置工作原理是：

1、喷吹管使用的是无缝不锈钢管，先铣一上边宽度为3mm的梯形槽，在槽内按一定的距离和角度均匀的用激光打直径2mm的小孔，开梯形槽的目的是喷气时气体能发散，增加喷吹到筛网的面积。喷吹管与气缸1和气缸2的连接为运动副连接，按照设计的控制模式，喷吹管在气缸的作用下不断的按照一定的角度来回进行摆动，其中的小孔摆动过程中喷吹气体覆盖筛网所有区域；

2、贮气罐另一端与喷吹管的连接为软连接，在喷吹管摆动的过程中，通过电磁阀3的控制，间歇的对筛网上的碎片附着物进行喷吹使其掉落，以达到清理的作用。

四、改进后效果验证

增加自动清扫装置后热风循环系统中排潮筛网堵塞的隐患得到了彻底的解决，设备的运行的稳定性得到了改善，工艺控制能力得到了加强；以下是改造后8月6日筛网情况和水份、温度曲线，该日生产品种水份设定值为17±1%，温度设定值为45℃±3℃。

从曲线图我们可以看到，增加自动清扫装置后，生产过程显示的水份和温度曲线图波动偏差明显减少，说明增加的装置效果明显。以下是在设备改进前后从控制系统上随机摘录的某一生产批次的物料水份、温度测量数据对比及CPK计算值。

从计算出的CPK值可以看到，增加自动清扫装置后过程控制能力指数CPK值有了明显的增加，说明设备工艺控制的稳定性得到了提高，这对于提高生产工艺的稳定性和保证产品的品质都起到了重要的作用。