叶片复烤机进料层厚度检测装置的研发

许然 沈美华 韩剑 陈盼攀 李曾

摘  要：烟叶复烤加工是烟叶加工过程中的重要环节，而叶片复烤机则是其中的主要设备。叶片复烤机通常由刮板喂料机、仓式喂料机、进料端口、干燥段、冷却段、回潮段、出料端及管路系统等组成。以对流传热方式干燥物料，在干燥过程中，物料的干燥速度与网面物料厚度呈负相关。在循环空气流速、温湿度一定的条件下，物料的铺层厚度较薄时，干燥效果较好。因此，进料层厚度的控制对于加工质量具有一定的重要性。针对叶片复烤机进料层厚度检测装置开展研究，设计一种新型的厚度检测装置，以期进一步提高烟叶加工质量和效率。

关键词：叶片复烤机  进料层厚度检测  装置研发  加工质量

中图分类号：TP273

Research and Development of a Thickness Detection Device for the Feed Layer of a Tobacco Leaf Redrying Machine

XU Ran1  SHEN Meihua1  HAN Jian1  CHEN Panpan1  LI Zeng2*

1.Qujing Tianfu Tobacco Leaf Redrying Co.， Ltd.， Qujing Cigarette Factory，  Qujing， Yunnan Province， 655001 China;2.Rolling and Packing Workshop， Red River Cigarette Factory， Chuxiong， Yunnan Province， 651400 China

Abstract： Tobacco leaf redrying processing is an important part of the process of tobacco leaf processing， and a tobacco leaf redrying machine is its main equipment. The tobacco leaf redrying machine usually consists of a scraper feeder， a bin feeder， a feed end， a drying section， a cooling section， a moisture regaining section， a discharge end and a pipeline system， which dries materials through convective heat transfer， and the drying speed of materials is negatively correlated with the thickness of mesh materials in the drying process. Under the certain conditions of the circulating air flow rate and temperature and humidity， the drying effect is better when the layer thickness of materials is relatively thin， so the control of the thickness of the feed layer is of certain importance for processing quality. This article studies the thickness detection device for the feed layer of the tobacco leaf redrying machine， and designs a new type of thickness detection device， so as to further improve the quality and efficiency of tobacco leaf processing.

Key Words： Tobacco leaf redrying machine; Feed layer thickness detection; Device development; Processing quality

在实际生产中，为了确保叶片复烤机的运行效果，必须严格控制仓式喂料机输送至叶片的料层厚度。料层厚度过高或过薄等，会导致叶片质量下降。因此，为了确保投料量的均匀性，料层的厚度需要保持在60～100 mm之间。然而，目前对于料层厚度的检测仍然依赖于人工测量，存在一些问题和隐患。一方面，人工测量可能会出现误差，这会直接影响到产品的质量。另一方面，人工测量的开展需要操作人员爬上3 m高的烤片机入口进行操作，操作不便且存在安全隐患。

1  现有设计缺陷

1.1  人工依赖性强

首先，人工测量不可避免地存在误差。由于人的主观性和操作技巧的差异，同一个人在不同时间或不同人之间进行的测量结果可能存在一定的偏差。这些误差可能会导致料层厚度测量结果不准确，影响对生产过程的准确掌握。其次，人工测量需要定期进行，不能实时监测料层的厚度变化。由于人工测量的时间间隔较大，料层在测量之间可能会发生较大的变化，但由于无法及时获取变化的信息，无法及时采取相应的措施，可能导致料层的厚度不符合要求。此外，人工测量也存在人为疏忽的风险。由于人工测量需要人员手动操作，存在一定的人为疏忽可能性。例如：测量人员可能会因为疏忽或其他原因忘记对料层进行测量，或者测量时没有按照规定的程序进行操作，导致料层的厚度没有及时测量，从而产生问题[1]。

1.2  安全性低

首先，爬上高处存在一定的风险。操作工在进行测量时必须站在进料端口上方，这样就需要在高处进行操作。如果操作工不小心失足或者滑倒，可能会导致严重的摔伤事故。此外，由于进料端口通常较窄，操作工爬上去的过程中可能会感到不稳定，进一步增加了意外事故的风险。其次，进料端口操作不便也会增加操作工的工作负担。操作工需要不断地上下爬行，不仅消耗体力，而且还可能导致操作工疲劳过度。这样不仅会影响操作工的工作效率，还可能会增加操作工犯错的风险。

2  设计技术分析

2.1 设计组成

如图1所示，该带厚度标尺的滑槽支架基本构成包括厚度标尺、滑槽支架、连接螺杆、刻度指示线。

2.2  操作应用

该装置采用了滑动式可调结构，首先需要将连接螺杆用于将支架安装在仓式喂料机出口隔板处，以确保支架受力稳固安装牢靠[2]。随后，通过拉动厚度标尺，可以使其在滑槽支架内部自由滑动，以便调节刻度。在实际使用过程中，操作工人只需根据料层厚度需求来拉动厚度标尺，使其刻度指示线位于所需尺寸范围即可。在生产过程中，操作工人只需在巡检时目测料层厚度与标尺刻度指示线的距离，即可判断料层厚度是否达标，并及时予以调整反馈。这样的设计可以极大地提高生产效率和产品质量，并且减少了人工操作的复杂性和错误率。

3  效果分析

3.1 加装厚度标尺烤机叶片结构的比对结果

首先，操作工在使用加装厚度标尺的烤机出口叶片结构时，能够及时留意料层厚度，并及时调整烤机入口进料比例。这样做的好处是能够更好地控制烟叶的烤透率，提高了烟叶的烘干质量。其次，加装厚度标尺的烤机出口叶片结构还能够使烟叶的水分温度更为均匀。通过及时调整进料比例，可以使得烤机出口处的烟叶水分温度均匀分布。这样可以避免中层、底层烟叶的升温速度较慢，导致烟叶质量不均匀的情况发生。此外，在烤片机加工环节中，使用加装厚度标尺的烤机出口叶片结构可以避免明显的结团、水渍现象的产生，从而提高烟叶的加工质量[3]。

3.2  优化巡检路线和细化检测要求

在巡检路线的优化中，可以将烤片机进料入口料层厚度比对检测作为巡检的重点内容之一。操作工在巡检过程中，需要仔细观察烤片机进料入口的料层厚度，并与厚度标尺上的刻度进行比对。通过比对检测，可以及时发现料层厚度的偏差情况，并及时采取相应的调整措施。通过优化巡检路线和细化检测要求，可以确保烤片机进料入口料层厚度比对检测成为操作工巡检工作的一部分，提高了对料层厚度的重视程度。这样做的好处是能够及时发现料层厚度的偏差情况，并及时采取相应的调整措施，避免烟叶烤干不均和烟叶质量缺陷的产生。同时，也能够提高烤片机的烤片效率，减少生产成本，提高经济效益。

3.3  成品烟叶质量的提升和质量缺陷的降低

本次改造通过加装带厚度标尺的滑槽支架，有效提升了成品烟叶的质量，并降低了水渍烟及烟叶板结的质量缺陷。加装带厚度标尺的滑槽支架使得烤机出口处烟叶的烤透率更高，烟叶的内外部温度更为一致。其次，加装带厚度标尺的滑槽支架能够使得烟叶的水分温度更加均匀，避免烟叶的中层和底层因料层厚度不均匀而导致升温较慢的问题。此外，通过滑槽支架的改造，烟叶的水分温度更为均匀，可以减少水分损失和烟叶质量的下降[4]。

3.4  提升效率和安全性

（1）该装置的主要特点是带有滑槽标尺，这个滑槽标尺可以根据不同的调整需求进行实时调节。传统的进料层厚度检测方法通常需要人工爬上进料端口进行手动测量，这种操作存在一定的危险性，容易导致人员伤害。而通过引入滑槽标尺，可以实现对进料层厚度的快速调节，不需要人员直接接触进料端口，有效提高了操作的安全性。

（2）该装置的引入可以有效减少料层厚度检测过程中的人力。传统的料层厚度检测需要人工进行，需要人员爬上进料端口手动测量，这不仅操作繁琐，而且需要消耗大量的人力资源。然而，通过安装该装置后，仅需目测标尺位置与实时料层厚度进行对比即可完成判断，不需要人工操作，大大减少了人力的使用，提高了工作效率。

（3）该装置的安装使用相对简单，操作方便。通过对比目测标尺位置与实时料层厚度，可以快速判断进料层的厚度，无须复杂的操作步骤。最后，装置的可调节性使得可以根据不同的生产需求进行调整，进一步提高了生产效率。无论是调整进料层厚度还是适应不同的生产需求，都可以通过简单地调整滑槽标尺来完成。这种可调节性使装置能够灵活应对各种情况，提高了生产效率[5]。

4  结语

本研究开发一种叶片复烤机进料层厚度检测装置，以解决当前叶片复烤生产过程中的问题。通过对传统叶片复烤机的结构进行分析和改进，研究人员设计并制造了一种新型的进料层厚度检测装置，并进行了一系列的实验验证。通过实验结果的分析发现：新设计的进料层厚度检测装置能够准确地测量叶片复烤机进料层的厚度，并且具有良好的稳定性和可靠性。相比于传统的手动测量方法，该装置可以大大提高生产效率，减少人力成本，并且能够确保进料层的均匀性，提高产品质量。然而，本研究还存在一些局限性。一方面，这些实验仅仅针对特定型号的叶片复烤机进行了测试，因此对于其他多种型号的叶片复烤机可能需要进一步的改进和适应性测试。另一方面，研究未考虑到一些特殊情况，比如进料层的湿度对测量结果的影响等，这也是未来需要研究改进的方向之一。

综上所述，该装置具有一定的实用性和推广价值，可以在叶片复烤机生产过程中提高生产效率和产品质量。未来的研究可以进一步完善该装置的设计，提高其适应性和稳定性，并考虑更多因素对进料层厚度的影响，以满足不同生产环境下的需求。参考文献

[1]官振江，李伟民，杨建华，等.复烤工艺烟叶排湿保香技术及设备的研究[J].农业装备技术，2023，49（4）：19-22.

[2]罗丹萍.RBFNN融合优化算法的烟叶复烤工艺参数优化研究[D].昆明：昆明理工大学，2023.

[3]朱锋，孙炯，孙纪周，等.复烤干燥方式对叶片复烤的影响[J].河北农机，2019（10）：43-44.

[4]谢博文，朱智寅，李叶春，等.烟叶复烤机先进控制系统的研究与应用[J].产业与科技论坛，2020，19（21）：40-41.

[5]王怀宇，王立华，蒋维，等.烟叶复烤回潮有限元分析及工艺参数优化[J].科学技术与工程，2023，23（16）：6993-7001.