烟丝在线振动分选机系统不同取样机构的分析与研究

闻 平 袁 兴 张乐年 肖 荣

（1.南京大树智能科技股份有限公司，南京 211122；2.南京航空航天大学机电学院，南京 210016）

烟草卷烟生产企业的工艺检测部门是专门负责检测烟草生产线上烟丝生产质量工艺水平的部门，该部门通过各种检测仪器检测烟丝的各种生产指标，通过各种工艺参数来检测评价烟丝生产的质量水平，从而来调整相应的生产工艺参数，以便更好地进行烟丝生产。

用于烟草工艺部门检测的工艺检测工具仪器名目种类很多，也很复杂。其中烟丝在线振动分选机系统是烟草企业工艺部门的检测系统之一，该系统通过在线实时取样筛分分析烟丝中各类等级烟丝含量，从而来分析烟丝生产工艺水平，评价烟丝质量。在该系统中烟丝取样的优异会直接影响检测分析数据，所以烟丝取样机构系统在该系统中是关键所在，取样机构系统的优异直接影响到取样的优异，直接影响检测数据。所以根据现场情况选择合适的取样机构方案对烟丝在线振动分选机系统检测效果有着直接的关联。

1 烟丝在线振动分选机系统简介

烟丝在线振动分选机系统是专门用于烟草生产企业工艺质检部门检测烟丝生产工艺水平的检测系统，该系统通过在线实时取样烟丝，在线实时摊薄烟丝，通过多层筛分得到不同等级的烟丝含量，从而根据检测数据参考工艺评价标准来检测烟丝生产工艺水平。

烟丝在线振动分选机系统是一个复杂的控制系统，涉及取样、喂料摊薄、多层筛分、清扫、称重计算、软件分析等功能机构，涉及机械、电气、软件等功能系统。其中取样系统、喂料摊薄系统、称重计算系统、多层筛分系统是关键核心系统。图1是烟丝在线振动分选机系统整体架构图。

图1 烟丝在线振动分选机系统整体架构图

在整个系统中烟丝取样机构系统是烟丝在线振动分析系统的关键源头所在，只有取样精准才能保证后续的检测数据正确可靠。取样系统在整个系统中扮演着在线实时取样烟丝的功能，该取样机构系统根据现场实际情况选择合适优异的取样系统方案，来满足现场实际取样烟丝的要求，达到整体系统的检测要求。

2 烟丝取样机构系统介绍与分析

2.1 烟丝取样机构系统简介

烟丝取样机构系统在烟丝在线振动分选机系统中扮演着重要源头的角色，该系统实时采样烟丝并将烟丝投入喂料摊薄系统中，以供筛分检测烟丝。

根据现场实际情况，选择合适优良的取样机构系统是非常重要的方案所在，因每个烟厂实际现场情况不同，所以有多样的烟丝取样机构方案供选择。大体主要有旋转升降丝杆气缸伸缩取样机构、振槽气缸门取样机构、正反转皮带取样机构、正反气缸门取样机构等，这几种取样机构各有优势和劣势，根据现场实际情况来选择最佳的取样机构方案。

下面将详细分析介绍各种取样机构性能的优势和劣势，从而来评价取样机构的整体性价比。

2.2 旋转升降丝杆气缸伸缩取样机构

旋转升降丝杆气缸伸缩取样机构系统包含旋转平台、升降丝杆、伸缩气缸等功能系统组成，通过气缸伸缩取样烟丝，然后升降丝杆到合适位置，然后旋转平台到烟丝喂料摊薄位置，将烟丝投入喂料摊薄口，以供后续检测功能检测烟丝。

该取样机构包含电动、气动、步进、变频等功能系统。整体系统比较复杂，整体性能稳定可靠；具有取样独立，设备运行不受现场其他设备的影响，也不会干扰现场其他设备的运行；同时每次取样烟丝量比较稳定可靠，而且取样比较全面，能完整地把现场烟丝各个种类都能取完整；同时运行噪声小，运行平滑。图2是旋转升降丝杆气缸伸缩取样机构效果图。

图2 旋转升降丝杆气缸伸缩取样机构图

但是该系统对现场安装要求比较高，要求现场安装位置比较宽敞，尤其是高度位置一定要能满足安装的尺寸，因其整体高度比较高；安装位置可以选择在振槽口、输送皮带口等合适的位置。该系统维护保养到位后，运行性能比较稳定可靠，是首选的取样机构选择方案。

2.3 振槽气缸门取样机构

振槽气缸门取样机构是通过在现场生产线上的振槽设备上开一扇门，安装气缸门，通过协调配合控制烟丝在线振动分选机系统、现场振槽、气缸门来满足达到现场取样烟丝的要求。这种取样方案要求协调高精度控制多方设备，才能保证不堵料、不夹料、不漏料的情况，满足现场取样的要求；但是如果协调配合控制不好，将会引起现场生产线的堵料、夹料、漏料的问题，同时会引起取样效果差，会引起落灰的问题。

这种取样方案简单，但是实际控制要求高，要求多方配合才能保证可靠取样完成，同时要求在取样烟丝之前，最好能清扫取料口，保证没有取样时没有灰尘，烟丝在线振动分选机系统的控制系统包含自动除尘功能。图3是振槽气缸门取样机构图。

图3 振槽气缸门取样机构图

2.4 其他取样方式介绍

正反转皮带取样方式，这种方式简单，但是对现场控制要求比较高，同时不能引起堵料等情况，而且该方案取样后不能摊薄，容易引起堆料；同时这样取样方案取样不均匀，对筛分数据有一定影响，一般不建议采用。

正反转气缸门取样方案是在现场取料口安装一个正反转的气缸门，不取料时让烟丝料正常流入生产皮带，当要求取料时则控制气缸门反转，让烟丝料进入振筛取料口。这种取样方案简单，但是要求控制精度高，同时容易引起落灰，取样不均匀，对筛分检测数据有一定影响。

2.5 旋转升降丝杆取样方案实际使用性能

通过性能对比，在多种烟丝取样方案中旋转升降丝杆气缸伸缩取样系统是性能比较高的取样方案，它具有取样稳定可靠，设备独立，性能稳定，取样稳定等优势，所以烟丝在线振动分选机系统中首选取样方案为旋转升降丝杆方案。

这种取样方案已经应用于多家烟厂现场，实际使用性能效果优良，而且检测数据比较稳定可靠，取样烟丝量比较稳定，取样比较完整。图4 是旋转升降丝杆取样现场使用图。

图4 旋转升降丝杆取样方案现场使用图

3 结论

烟丝在线振动分选机系统应用于烟草生产企业工艺检测部门检测烟丝生产工艺水平。该系统涵盖了机械、电气、软件等功能系统，具有取样机构、喂料摊薄机构、多层筛分机构、清扫机构、称重计算系统、软件分析计算系统等功能系统。而取样采集系统是源头关键所在，它的优异直接关系到检测效果。

取样系统根据现场情况有旋转升降丝杆取样方案、振槽气缸门取样、正反转皮带等取样方案，他们各有优势和劣势。而旋转升降丝杆伸缩气缸取样方案因具有取样稳定、设备独立、取样完整、性能稳定等优势，是烟丝在线振动分选机系统首选的取样方案，能满足整体检测性能要求，应用于实际效果也显著。

[1]烟丝振动分选机技术标准[S].北京:国家烟草专卖局,2012.

[2]烟丝整丝率、碎丝率的测定方法[S].北京:国家烟草专卖局,2007.

[3]烟草工艺检测标准[S].北京:国家烟草专卖局,2003.

[4]烟草工艺检测仪器标准[S].北京:国家烟草专卖局,2003.

[5]烟丝在线振动分选机技术手册[Z].南京:南京大树智能科技股份有限公司,2012.

[6]烟叶原料分组方法的研究[C].北京:中国烟草学会工业委员会烟草工艺学术研讨会论文集, 2006.