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1、 叶片加料喷嘴的改进作者： 李开鹏单位： 南宁卷烟厂专业： 制丝日期： 2012年05月 6叶片加料喷嘴的改进李开鹏（南宁卷烟厂）摘要本文详细分析烟片加料机加料精度波动这一问题的发生的主要原因，应用现场调查和试验的方法来探寻叶片加料喷嘴的改进方法，确保喷嘴内部引射蒸汽与料液彻底隔离，消除高压蒸汽回串进入料仓而引起的加料精度波动的难题，保证烟叶产的连续性以及烟丝内在质量的稳定性。关键词 加料精度 引射喷嘴 结构分析前言目前，SJ系列的加料机在卷烟企业有较为广泛的应用。其工作原理为当烟叶由上游设备送入加料机滚筒后，滚筒由传动装置带动旋转，由于滚筒有轴向下倾角，物料在滚筒内耙钉的作用下不停地翻滚，凭
2、借物料的自重下落和滚筒的下倾角及转动合成了一个物料螺旋向前的运动，这一过程使烟片得到一定程度的机械松散；烟叶在筒内翻滚前进的同时与蒸汽喷管和汽料混合后，由喷嘴喷出的蒸汽及料液充分接触，不断的吸热、加料，从而达到增温、增湿、加料的工艺要求。，其原理如下图所示。图1 加料原理示意图 加料精度作为衡量叶片加料均匀性的重要参数，直接影响卷烟的感官质量，成为叶片加料的核心工艺参数。加料精度是制丝车间严格控制的工艺指标参数，保证加料精度稳定的重要性不言而喻。近期，笔者所在的生产车间制丝车间出现加料精度波动的现象，成为亟待解决的重要问题。1 现场调查对2011年1-12月叶片加料工序加料精度波动问题进行详细
3、调查，详见表1 。表1 2011年1-12月叶片加料精度波动调查表序号故障时间加料精度极值(%)加料泵频率（HZ）故障原因处理方法处理时间（分钟）12011.1.031.143加料泵损坏更换加料泵3522011.1.281.239回流阀损坏更换回流阀1232011.3.081.345流量计堵塞清理疏通流量计1042011.4. 221.141滤网堵塞疏通滤网1152011.6.221.237回流阀损坏更换回流阀962011.6.300.824不明加料系统排查，重新启动后恢复正常2872011.7.011.342不明加料系统排查，更换喷嘴，重新启动后恢复正常3282011.8.191.241加料
4、喷嘴堵塞清洗加料喷嘴1592011.12.251.232网络掉网重启网络20工艺质量要求加料精度1%18-25合计 232因制丝车间2011年1-12月，叶片加料工序出现加料精度波动这一问题，经排查加料泵损坏、加料喷嘴堵塞等故障会导致叶片加料精度出现波动。生产当中出现不明原因导致叶片加料精度波动，该问题成为笔者重点研究方向，因2011年7月1日叶片加料波动处理时，更换加料喷嘴后，类似不明原因导致加料精度波动问题在半年内没有发生，笔者将叶片加料喷嘴列为重点研究内容。2 原因分析如叶片加料喷嘴结构示意图所示，其中带箭头的红色实线为蒸汽在加料喷嘴内的喷射方向，带箭头的蓝色实线为料液的传输方向。蒸汽与
5、料液在喷嘴的出口相遇，通过蒸汽的引射和雾化作用，使料液迅速升温、雾化，并随着蒸汽引射到叶片加料滚筒内部，料液充分被烟叶吸收后完成叶片加料工序。详细分析加料喷嘴（-双介质型喷嘴）的内部结构中可以看出，加料喷嘴中的密封件O型圈的两个主要作为：1.阻隔蒸汽回串进入到后腔体料液腔，从而保证料液的正常施加；2.因连接体内壁与芯轴的外壁有0.10.2mm的间隙，也即公差配合，通过O型圈防止芯轴在连接体内壁产生径向跳动，起到紧固芯轴的作用。经查阅相关文献可知，O型圈为橡胶制品。橡胶制品存在热老化现象。一般来讲，温度每升高10，氧化速度约增加1倍左右。当温度高达120以上时，氧化速度就已相当迅速，如橡胶制品在
6、100时的氧化速度至少是20时的256倍。因此在常温下橡胶制品可用几年，在100200下，则几个月甚至几天就失去弹性和强度。喷嘴的O型圈与近150的高温蒸汽直接或者间接接触，加速其老化速度，老化还引发O型圈产生的拉伸或压缩应力松驰，橡胶制品失效从而影响O型圈阻隔蒸汽回串进入到后腔体的功效，回串蒸汽（带箭头的红色虚线）串入到料液的传输管道中，影响料液的正常供给，进而影响到叶片加料精度。图2 加料喷嘴内部结构示意图 3 改进方案和实施根据加料喷嘴内被结构示意图可知，引射蒸汽经过O型圈、连接体内壁与芯轴外壁的间隙回串进入料液腔。因此，消除回串蒸汽引发的叶片加料误差的方法为定期更换因高温而老化的O型圈
7、，以及在不影响加料喷嘴正常加料功能前提条件下通过改变喷嘴内部结构以消除连接体内壁与芯轴外壁的间隙。经过论证，定期更换O型圈虽然也可保证加料误差，但该方法不能彻底消除引射蒸汽回串。若要彻底解决蒸汽回串问题就必须改变喷嘴内部结构。经过制丝车间技术人员讨论研究，我们得出的方案是：在没有改变喷嘴结构的情况下，把用于喷嘴料腔与气腔相隔离的密封圈的锁紧空心螺帽与喷料管直接用氩弧焊焊接密封，就可以解决串气问题。 经充分研究喷嘴内部结构，决定将空心螺钉与芯轴进行焊接，以消除喷嘴内部间隙，具体实施如下：1.定位：在加料喷嘴调试完好的前提条件下，拆下加料喷嘴的进料接头，以空心螺钉的螺钉头处为定位点后并标识（如图2
8、-a所示），以便于精确定位空心螺钉螺纹前端与芯轴接触位置，以确定焊接轨迹，然后把喷嘴料腔和蒸汽腔拆开，考虑到装配时需同轴度配合在焊接前用铜片把空心螺钉与芯轴之间的间隙垫紧。 图2 加料喷嘴改造示意图2.焊接：为了避免料腔尾端O型圈在焊接过程中被高温烫坏，先用湿布堵在料腔内隔开密封圈，在焊接过程中需经常停下浇水冷却，焊接时要非常小心，以免弄伤螺钉的螺牙，焊接结束后进行冷却处理，并进行喷嘴的组装。3.离线调试：用水和空压气来模拟正常的加料生产中的料液和蒸汽，将料仓注满水并堵住喷嘴，在蒸汽接头处通入0.4MPa空压气（0.3MPa为蒸汽压力上限）进行模拟测试。观察料腔内的水是否产生气泡，无气泡则证明
9、加料喷嘴改造成功，消除蒸汽回串现象。4.在线测试：将叶片加料喷嘴安装至叶片加料机上，用水代替料液，进行模拟生产，观察料液的雾化情况以及喷嘴的喷射角度是否合理，经过调试和修整后确保满足生产需求后，正式投入使用。4 效果检查自2012年1月完成叶片加料喷嘴的改造后，至今未有因引射蒸汽回串而影响叶片加料精度现象发生，证明该问题已经得到彻底解决。并且将该方法推广于梗丝加料、梗丝加香、混丝加香三个核心工序的加香（料）喷嘴，制丝车间的加香、加料精度稳定性得到稳固提升，保证产品的批次稳定，进一步提升卷烟的感官品质。5 结束语本文将现场调查的方法用于分析叶片加料精度波动的实际问题，通过结构分析，找到引射蒸汽回串引起叶片加料精度波动的根本原因，经过改造解决声场当中的实际问题。参考文献1.高法训,高强. 供水管道系统橡胶密封制品的正确选择与应用J. 第六届中国城镇水务发展国际研讨会论文集，2011，185-197.2.杨茂东, 杨力, 郄燕秋. 给水管道工程管材的选择A. 2011全国给水排水技术信息网年会暨技术交流会论文集C, 20113.李风英,高山,柳海松. 新型烟草加香加料系统J. 烟草科技, 2000,(07).4.魏新科,赵磊,胡开利,赵杰. 制丝线叶片加料机增加自动清吹装置改造J. 中国烟草学会2010年学术年会论文集, 2010 .