ZL26E成型机滤棒颗粒均匀施加装置的设计

摘 要：【目的】为解决ZL26E成型机生产颗粒料棒时，颗粒施加不均匀导致滤棒的重量和吸阻波动大的问题，设计了一种颗粒均匀施加装置。【方法】该装置由颗粒滑落装置和丝束稳定装置组成。颗粒通过滑落装置均匀、平稳落到丝束带上，丝束稳定装置通过负压吸风减少丝束带在运行过程中的抖动，同时将颗粒吸附在丝束带上送入成型工序。【结果】通过综合测试台，检测ZL26E成型机生产出的滤棒的重量标准偏差数据和吸阻标准偏差数据。检测结果表明，滤棒重量标准偏差由0.013 2 g减少到0.008 4 g；吸阻标准偏差由147.071 Pa减小到109.682 Pa。【结论】该装置运用后，有效提高了颗粒施加的均匀性，确保料棒的重量标准和吸阻标准都能够得到有效控制。

关键词：ZL26E成型机；复合滤棒；均匀性；颗粒；丝束

中图分类号：TS43 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2024）17-0029-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.17.006

Design of Particle Uniformity Application Device for ZL26E Filter Rod Maker

SUN Changyi ZHAO Bin ZHOU Youhua FAN Meishun FENG Zhengjiang

（Qujing Cigarette Factory， Hongyun Honghe Tobacco （Group） Co.， Ltd.， Qujing 655001， China）

Abstract： [Purposes] To address the issue of draw resistance and weight fluctuation resulting from the uneven application of particles during the production of particle filter rod by the ZL26E filter rod maker， a device for uniform particle application is designed. [Methods] The device consists of a particle sliding unit and a tow stabilization unit. Through the sliding unit， particles cascade evenly and smoothly onto the tow belt， while the tow stabilization unit mitigates the jitter of the tow belt during operation via negative pressure suction. Simultaneously， the particles are adsorbed onto the tow belt and conveyed to the forming process. [Findings] The weight standard deviation data and draw resistance standard deviation data of the particle filter rod produced by the ZL26E filter rod maker were evaluated using a comprehensive test bench. The standard deviation of weight decreased from 0.013 2 g to 0.008 4 g， and the standard deviation of the draw resistance reduced from 147.071 Pa to 109.682 Pa. [Conclusions] After the implementation of the device， the uniformity of particle application was significantly enhanced， ensuring effective control over the quality of the rods and the suction resistance index.

Keywords： ZL26E filter rod maker; composite filter rod; uniformity; particle; tow

0 引言

卷烟滤嘴可有效截留主流烟气中的焦油、烟碱及其他多种有害成分。在开发低焦油卷烟产品时，提高滤嘴烟气截留效率往往是优先选择［1］。而颗粒滤棒在卷烟中的应用研究已成为卷烟行业的一个重要创新点［2］。通过在卷烟滤棒中加入活性炭粉、咖啡粉、陈皮粉等风味颗粒，能够显著降低卷烟危害，并满足不同消费群体的差异化卷烟消费需求［3］。目前，曲靖卷烟厂颗粒滤棒由ZL26E成型机生产，在丝束开松机与滤棒成型机之间加入AIGER公司的颗粒模块，将开松后的丝束均匀撒上颗粒物后，生产出颗粒料棒。料棒和白棒两种基棒，经KDF5MF复合机后，加工成二元复合滤棒，因此，复合滤棒质量波动性直接受两种基棒的影响［4］。在实际的生产过程中，颗粒在丝束上施加不均匀，会导致颗粒滤棒重量和吸阻波动较大。

1 方案设计

1.1 颗粒模块工作原理

颗粒模块主要用于特种滤棒制造，即在丝束带上添加活性炭、葛根等颗粒物，产出具有特定功能的料棒。如图1所示，颗粒模块运行时，颗粒由料斗（2）落到输送带（1）上，颗粒输送到输送带（1）末端后，掉落至行进中的丝束带（4）上，由丝束带（4）包裹并携带颗粒进入成型工序，从而被卷制成滤条。

1.2 问题分析及解决方案

颗粒输送带与丝束带的垂直距离约为300 mm。在实际生产中，颗粒离开输送皮带后直接落在丝束带表面，会对丝束造成一定的冲击，导致丝束带的张力产生波动，丝束带运行不稳定，从而把颗粒沿不同方向弹出，造成丝束上的颗粒分布不均匀。另外，颗粒的冲击可能会直接击穿丝束带，造成丝束带网状结构受损，影响料棒的过滤性能。

为了约束颗粒下落的散开范围，降低颗粒对丝束带的冲击，提高丝束运行过程中的稳定性，设计了颗粒滑落装置和丝束稳定装置。滑落装置倾斜安装在输送皮带与丝束带之间；丝束稳定装置安装在输送带下方，两丝束支撑辊之间。二者的具体安装位置如图2所示。在颗粒滑落装置的作用下，颗粒（2）离开输送带（7）后，通过滑落装置（3）滑到丝束带（4）上，丝束带（4）穿过丝束稳定装置（6）后，在负压的作用下，确保丝束带（4）平稳运行，颗粒在负压吸风和丝束共同作用下沿着丝束带（4）进入成型机。

2 颗粒滑落装置设计

颗粒滑落装置主要由底板、挡料板和固定支座等组成，如图3所示。两侧的固定支座（5）分别由2颗固定螺钉（2）固定在底板（8）上，挡料板（3）的侧面分别连接有2根导向杆（6），2根导向杆（6）之间通过固定螺钉安装有1个圆螺母（7），调节螺钉（1）穿过固定支座（5）连接到圆螺母（7），压缩弹簧（9）穿过调节螺钉（1）安装在圆螺母（7）与固定支座（5）之间，以增加调节螺钉（1）与圆螺母（7）之间的预紧力，防止设备运行过程中因松动而造成挡料板（3）的位置偏移。导向杆（6）的作用是支撑挡料板（3），确保两侧挡料板（3）之间保持平行，两侧挡料板（3）之间的距离可通过调节螺钉（1）调整。顺时针旋转调节螺钉（1），弹簧（9）会压紧，两块挡料板（3）的间距变大，颗粒的滑落宽度变宽；逆时针旋转调节螺钉（1），两块挡料板（3）的间距变小，颗粒的滑落宽度变窄。两侧挡料板（3）的位置可以限制颗粒的散落范围，挡料板（3）的位置可根据丝束带的宽度进行调节。

颗粒滑落装置由4颗固定螺钉固定在支架上，如图4所示。支架（1）上的安装孔为腰形孔，使用螺钉固定在机身墙板上，可根据生产需求调节颗粒滑落装置的位置。

设备生产时，调节好两侧挡板的距离和落料板的倾斜角度，料斗落下的颗粒被输送到输送带末端，颗粒落入滑落装置的底板上，最终落入行进中的丝束带上。颗粒下落过程中，在底板的缓冲作用下减少了对丝束带的冲击，确保了丝束带的稳定运行，减少了丝束带抖动造成的颗粒反弹，保证了丝束带上颗粒的均匀施加。

3 丝束稳定装置设计

丝束稳定装置主要由真空吸盘、盖板、撑杆等部分组成，如图5所示。真空吸盘（4）通过撑杆（3）支承，真空吸盘（4）前后两侧通过安装在撑杆（3）上的定位环（10）固定，调整定位环（10）可沿撑杆（3）轴向改变真空吸盘（4）的位置，撑杆（3）安装在固定块（2）上，固定块（2）通过固定螺钉（1）连接在后侧的机身墙板上，真空吸盘（4）的上表面设有条形负压风口（5），真空吸盘（4）的底部设有负压管道（7），以连接负压设备。真空吸盘（4）通过条形负压风口（5）产生的吸附作用力来稳定丝束带，减少丝束带抖动和颗粒反弹，同时把颗粒吸附在丝束带上，确保被顺利带入成型工序。

真空吸盘（4）与其底面之间通过侧面的蝴蝶螺杆（9）密封连接，便于清洁真空吸盘（4）内部时，将真空吸盘（4）与其底部分离。负压管道接口（7）与负压设备之间的管路上还设有负压调节阀（6），便于根据实际生产情况，调节负压吸风，确保刚好能稳定滤棒丝束带和颗粒，避免负压吸风过大或过小。同时可以显示负压压力值，便于负压吸风的压力调校。真空吸盘（4）的上侧安装颗粒盖板（11），盖板（11）设置于丝束带的上方，颗粒脱离丝束带后，会撞击到盖板（11）上再次被反弹回落到丝束带上。盖板（11）远离负压吸风盖板的顶面设有两条肋板（12），以增加颗粒回弹盖板（12）的强度，避免其变形。

生产运行时，由开松机充分开松丝束带，进入颗粒模块，从真空吸盘（4）和盖板（11）之间快速通过，在真空吸盘（4）负压吸风的作用下，负压风口（5）产生吸附作用力，对丝束带进行吸附和稳定，颗粒落到丝束带上，并在吸附作用力下紧贴丝束带，少部分反弹颗粒脱离丝束带后，撞击到盖板（11）上再次被反弹回落到丝束带上，起到二次布料的作用。在负压吸风的吸附作用力下和盖板（11）的反弹作用下，丝束带平稳通过颗粒模块，并携带足量的颗粒，保证产出的料棒颗粒含量达标。

4 应用效果

在生产过程中，滤棒物理指标的标准偏差SD值越小，表明滤棒物理指标波动越小［5-6］。均匀性施加装置应用后，分别取6组，每组30支ZL26E成型机生产的颗粒料棒，使用滤棒综合测试台对物理指标进行检测，统计滤棒的重量和吸阻这两项物理指标的标准偏差，并与装置运用前的颗粒料棒进行对比，见表1。

由表1可知，均匀施加装置运用前，重量标准偏差为0.013 2 g，吸阻标准偏差为141.071 Pa；应用后，重量标准偏差为0.008 4 g，吸阻标准偏差为109.682 Pa。结果表明，颗粒均匀施加装置的运用，有效提高了料棒重量和吸阻指标的稳定性。

5 结语

本研究在ZL26E成型机颗粒模块上设计了一套颗粒均匀施加装置，其中包含了颗粒滑落装置和丝束稳定装置。颗粒滑落装置利用两侧的挡料板控制颗粒散落范围，颗粒通过底板滑落到丝束带上；丝束稳定装置通过负压吸风减少丝束在运行过程中的抖动，并稳定丝束带上的颗粒。该装置的设计解决了颗粒料棒生产过程中颗粒分布不均导致重量和吸阻波动较大等问题。该装置应用后，ZL26E成型机生产的料棒，重量标准偏差由0.013 2 g降低到0.008 4 g；吸阻标准偏差由141.071 Pa降低到109.682 Pa，有效提高了颗粒料棒重量和吸阻指标控制的稳定性。

参考文献：

［1］ 李艳平，文建辉，彭斌，等.不同结构滤嘴的烟碱截留效率和空间分布模式［J］.烟草科技，2013（2）：57-61.

［2］凌孝存，张亮，周枫，等.奶香颗粒制备及其在细支三元空腔活性炭滤嘴卷烟中的应用［J］.湖南文理学院学报（自然科学版），2022，34（4）：57-64，92.

［3］唐伟，陈昆.烟用滤棒成型机自动循环投料装置的研制［J］.机电工程技术，2020，49（6）：74-76.

［4］段青娜，李淑梅，高阔，等.基于正交法和经验法提升二元复合滤棒吸阻稳定性的研究［J］.价值工程，2023，42（26）：154-156.

［5］刘凯，盛敏，王聪.提高ZL22机组滤棒吸阻稳定性的方法［J］.设备管理与维修，2017（4）：16-17.

［6］李淑梅，沙利波，包永源，等.二元复合滤棒压降稳定性的影响量研究［J］.价值工程，2023，42（24）：156-158.

收稿日期：2024-08-14

作者简介：孙长义（1993—），男，本科，助理工程师，研究方向：滤棒成型设备研究。