异形筛网烟梗筛分机的设计与应用

□ 郑红艳1 □ 赵 剑1 □ 邹 泉1 □ 鲁 勇□ 熊开胜1 □ 王翔飞 □ 夏 峰 □ 杨开伟

1.云南中烟工业有限责任公司 昆明 650231 2.红塔烟草集团有限责任公司 云南玉溪 653100

1 设计背景

烟梗是部分卷烟及造纸法再造烟叶的主要组成部分[1-2],在减小卷烟产品中烟草有害成分释放量和降低卷烟产品成本方面发挥了重要作用。随着烟梗成丝工艺技术的快速发展,烟梗在卷烟工艺中扮演的角色越来越重要,梗丝质量的优劣直接影响成品卷烟的质量。目前设备条件下，烟梗中的成品长梗基本由四大类物料组成:① 楔形短梗,长度小于20 mm；② 楔形长梗，长度为20～60 mm;③ 规则短梗,长度小于20 mm；④ 规则长梗,长度大于20 mm。四大类物料如图1～图4所示。

▲图1 楔形短梗

▲图2 楔形长梗▲图3 规则短梗▲图4 规则长梗

成品长梗作为梗丝唯一的原料来源,其所含有的短梗占比高已成为行业内的共性问题。从目前行业在用的新型烟梗筛分设备来看,基本只解决了筛分过程中的卡梗现象,并未从根本上解决楔形短梗和规则短梗在成品长梗中较多的问题[3-4]。基于此,笔者设计了新型异形筛网烟梗筛分机，用于提高烟梗的筛分水平和成品长梗的纯净度,有效解决目前梗丝生产线存在的问题。

2 存在的问题

当前打叶复烤行业中,烟梗的筛分多采用摇臂式或多级弹片式振动筛分设备[5],基本工作过程为:烟梗经落料器落入振筛进行筛分,通过钢筋缝筛先对超大楔形梗进行筛分,再通过腰型孔筛网对长短梗进行筛分。经两种振筛筛分后,理论上可以将大部分楔形梗、短梗筛除。但在实际生产过程中,楔形梗由于形状与规则烟梗差别较大,在筛分过程中容易卡在网孔中,堵塞筛网,使后续物料中的短梗筛出率大幅降低,最终导致成品长梗纯净度降低。

制梗丝时[6-14],楔形烟梗不易润透,进入压梗工序会造成压辊频繁堵料、不易膨胀等问题,影响压梗合格率。短梗经水洗后易堆积在传送设备的头部和尾部,清理难度大。在切梗丝时易产生跑梗现象,造成切后梗丝中梗签、梗块增多。

经测试,采用摇臂式振动筛分设备,成品长梗中含有8.0%的短梗,其中楔形短梗占5.5%,规则短梗占2.5%,且楔形烟梗与形状规则的烟梗直径尺寸差异较大。这说明基于目前筛分设备的网面形式，对楔形梗的筛分处理能力是有限的。成品长梗结构和尺寸分析分别见表1、表2。由此可见，有必要设计一种异形筛网烟梗筛分机来解决目前筛分设备存在的问题。

表1 成品长梗结构分析

表2 成品长梗尺寸分析 mm

3 结构设计

异形筛网烟梗筛分机主要由一级振筛、二级振筛、三级振筛组成,如图5所示。

▲图5 异形筛网烟梗筛分机结构

3.1 一级振筛

保持现有槽体结构,分别由两块不同尺寸的筛面网板构成。一块为1 600 mm×1 200 mm直排列腰形孔网板，腰形孔尺寸为5 mm×20 mm。另一块为1 500 mm×1 200 mm直排列腰形孔网板，腰形孔尺寸为4 mm×20 mm。同时配置收集口收集所剔除的物料。采用以上结构作为一级振筛,可以将大部分规则短梗优先筛除,减小后续筛分的物料量,提高后续筛分的效率。

3.2 二级振筛

根据表2数据，可知楔形短梗平均直径为8.80 mm,楔形长梗平均直径为10.18 mm,二级振筛选用尺寸为1 320 mm×1 200 mm的钢筋条缝筛,间隙为8 mm。同时配置收集口收集所剔除的物料。二级振筛主要用于将烟梗中直径大于8 mm的超大楔形梗剔除。

3.3 三级振筛

采用新型异形孔筛,尺寸为2 285 mm×1 190 mm,设置有内凹的异形孔，如图6所示。按从左向右物料流向而言,顺物料流向孔间距离为23 mm,垂直于物料流向孔间距离为23 mm。异形孔长轴长23 mm,短轴长12 mm,通过内凹的三段圆弧,构造出内凹异形孔，其筛孔结构如图7所示。

▲图6 新型异形孔筛结构

▲图7 新型异形孔筛筛孔结构

新型异型孔筛设置导流板。导流板的厚度为1.5 mm,长度为2 270 mm,导流斜坡长度为113.52 mm,导流斜坡角为6°,起始导流圆角为34°,波峰及波谷圆角为56°,波纹圆弧半径为29.75 mm。导流板顶部在长度方向呈波浪状设置。按照导流斜坡方向,相邻两块导流板以28 mm的间距平行焊接在筛网底板上,一块导流板的波峰位置对应相邻导流板的波谷位置，形成若干条宽度为28 mm的纵向导流槽,导流槽内设置有内凹的异形孔。相邻两块导流板波峰位置与波谷位置对应，使来料烟梗能更好地摆正空间位置,沿导流槽纵向有序前进。基于导流槽内有内凹的异形孔,在有效筛分出规则短梗、楔形短梗的同时，保证长梗不被筛出。导流板结构如图8所示。

4 工作过程

所设计的异形筛网烟梗筛分机工作过程如图9所示。

▲图8 新型异形孔筛导流板结构▲图9 异形筛网烟梗筛分机工作原理及过程

烤后烟梗经落料器进入振筛,通过一级振筛优先将大部分规则短梗筛除，剩余物料包括规则长梗、楔形长梗、楔形短梗、规则短梗等。

通过二级振筛将直径大于8 mm的超大楔形梗筛除,剩余物料包括规则长梗、楔形长梗、楔形短梗、规则短梗等。

三级振筛采用新型异形孔筛，将规则短梗、楔形短梗筛除,最终得到尺寸、结构合理的成品长梗。

5 应用效果

随机选取2018烤季三个烟叶模块产生的烤后烟梗,利用所设计的异形筛网烟梗筛分机进行效果验证,每个烟叶模块测试五次。结果显示,与传统振筛机相比,异形筛网烟梗筛分机长梗率平均提高5.2个百分点，规则短梗率平均降低2.1个百分点，楔形短梗率平均降低3.1个百分点,如表3、图10～图12所示。

表3 应用效果对比

▲图10 长梗率变化情况▲图11 规则短梗率变化情况▲图12 楔形短梗率变化情况