烟草用真空回潮机温度检测缓冲装置的设计

新郑卷烟厂 黄光富 张洪升 范爱军

烟草用真空回潮机温度检测缓冲装置的设计

新郑卷烟厂 黄光富 张洪升 范爱军

新郑卷烟厂两台WZ1004A型烟草用喷射式真空回潮机在使用过程中经常出现温度检测不准确（偏高），真空回潮机内部的实际真空度已经达到了设计要求，设备抽真空系统却不能停下来，影响了下一步工作的进行和正常生产。经过检查发现，在真空回潮机内部的真空度很低的情况下，为温度传感器提供传热的温度检测缓冲装置中的传导水基本已蒸发完，只剩下很少一部分水浸泡着温度传感器的端部，致使真空回潮机内部的温度不能被准确检测出来。因此对温度检测缓冲装置进行了改造，以使温度传感器能够检测真空回潮机内部的真实温度。

一、WZ1004A真空回潮机的工作原理及温度检测原理

WZ1004A型真空回潮机在正常工作时是一个密闭的空间，与它相连的有一套蒸汽喷射泵，利用文丘里管的原理用水蒸气把真空回潮机中的空气抽出来，其工作原理如图1所示。当真空回潮机内部的真空度达到1 066Pa时，蒸汽喷射泵停止工作，蒸汽加湿系统自动向真空回潮机内部加入增湿水，为内部的烟叶提供加湿用水。

图 1WZ1004A真空回潮机的工作原理

目前，容器真空度的检测设备价格昂贵，且检测结果不准确。由于容器的真空度与容器内部的温度成一定的比例关系，在实际使用中可以把容器中的温度换算成真空度，来控制设备的运行。但是在容器内部的真空度较低的情况下，内部的传导物质很少，用目前的常规温度检测设备不能很好地检测到内部的温度。在处理这一问题时，不同的使用场合会有不同的设计理念，WZ1004A型真空回潮机是用检测容器中水的方法解决这一问题，具体工作原理如图2所示。

图 2 温度检测缓冲装置

正常情况下，图2中的缓冲装置中始终有水，这一部分水是上一次工作循环时留下来的，浸泡着温度传感器的检测部位，以便于温度的正常传导。当真空回潮机内部的真空温度较低时，这一部分水通过连通口蒸发进入真空回潮机内部箱体中。为了解决这一问题，设计了水补充装置，以使温度传感器的检测部位始终处于水的浸泡中。

二、存在的问题

温度检测缓冲装置补充的水来自常温下的软化水。真空回潮机内部的低温与这部分补充水的温度交换需要一定的时间过程，这时温度传感器检测的温度比实际温度要高，系统就会误以为箱体中的真空度没有达到要求，蒸汽抽真空系统便一直工作，从而延长了生产周期，影响了正常生产。

三、初步改造

1.修改PLC程序，不让补充水装置向缓冲装置中补充水。当真空回潮机内部的真空度达到一定值后，缓冲装置中的水通过连通口蒸发进入箱体中，仅剩下很少一部分水浸泡着温度传感器的端部，温度传感器检测部位的大部分处于真空度很低的空间中，这时，真空回潮机内部温度不能很好地传导给温度传感器，检测出的实际温度还是偏高。

2.断开补充水装置中水补充阀门前的Φ10mm的铜管，重新使用PLC程序，只是这时补充的不是水，而是外界中的空气。由于此时真空回潮机内部已处于真空状态，图2中显示的补充水管子的端部处于缓冲装置中的下沿，一旦打开，水补充阀门外面的空气很快地进入，缓冲装置底部的水被很快冲起，有部分水迸溅到温度传感器检测部位。这样的改造会出现检测的温度不稳定，时高时低，造成真空系统抽真空的时间相差很大，不能从根本上解决温度失真问题。

四、对系统的观察与分析

当容器中的空气分子较少时，热量的传导也较少，用传统方法已不能检测出容器内部的温度，设计温度检测缓冲装置的目的就是要解决在低真空度的情况下热的传导问题，即用和真空回潮机已经充分热传导过的水温代替真空回潮机内部的温度，但是水的沸点随着容器内部真空度的降低也会降低，这也是缓冲装置内部的水随着真空度的降低而减少的原因。

经过观察，当真空回潮机内部的真空度达到1 066Pa时，缓冲装置底部的水虽然减少了，但没有完全蒸发，还剩下很少一部分水浸泡着温度传感器的端部。

五、问题的解决

1.设计安装温度检测缓冲装置。经过观察，缓冲装置底部的水虽然少，但还是有的，由于生产厂家把温度传感器垂直放置，才导致只有少部分水浸泡着温度传感器的端部。如果把温度传感器水平放置，缓冲装置底部微量的水就能够完全浸泡着温度传感器，这样，既能够达到温度检测缓冲装置的设计目的，又能够准确检测真空回潮机内部的温度。为此，设计了图3所示的装置。

图 3 新设计的温度检测缓冲装置

2.设备对接缓冲装置。真空回潮机原来的温度缓冲装置是一个外径Φ220mm、内径Φ120mm的法兰盘，压着一个外径Φ180mm的钢化玻璃，用来观察水位情况。压钢化玻璃的法兰盘去掉以后，里面又是一个法兰盘，新设计的温度检测缓冲装置刚好连接到这个法兰盘上。具体工作原理如图4所示。

图 4 缓冲装置设备的对接

通过以上改造，真空泵抽真空时间由原来的最长10min减少到4min，并且烟叶增湿稳定，满足了工艺要求。

需要注意的是，由于WZ1004A型真空回潮机的设计厂家用温度检测真空度，改造过程中没有办法看到实际箱体中的真空度，只能根据系统的抽真空时间以及内部烟丝的回透情况，根据经验判断实际的真空度情况。