ZJ17卷烟机第三级梗丝分选装置的研制

张涛

摘 要：为降低ZJ17型卷烟机生产中的梗中含丝率，降低生产成本，在对问题分析和设计方案对比的基础上，最终确定了以二级分选装置改进+独立风分”的思路设计第三级梗丝分选装置，并重点对其中的悬浮风分装置、梗签收集装置、连接辅材进行设计。经实践表明，采用第三级梗丝分选装置可有效降低梗中含丝率，具有现实意义。

关键词：卷烟机;梗中含丝率;悬浮风分装置;梗签收集装置;连接辅材

ZJ17型卷烟机速度为7000支/分钟，是目前我公司卷接设备的主流机型之一。在实际生产过程中发现，由于该机型只有梗丝的一级、二级分选装置，存在梗、丝分离不彻底的现象，导致烟条烟丝中含有烟梗，有刺破烟支表面的缺陷风险，此外剔除的梗签中普遍含有5%-7%的烟丝，造成一定的烟丝原料浪费[1]。因此，为解决ZJ17型卷烟机烟丝原料浪费的问题，本文对该型卷烟机的第三级梗丝分选装置进行设计。具体阐述如下：

1 问题分析及研制方案初选

1.1 问题分析

梗签的存在，会在一定程度上影响卷烟的燃烧性能及感官质量;同时烟丝中含有过多的梗签，也会对卷烟外观质量造成影响，从一定程度上引起烟支刺破等一系列外在质量问题的发生。在卷烟制造过程中，从生产烟丝到生产烟支的过程中有若干个工序对烟丝中的梗签进行剔除，集中后的梗签可作为薄片制造原料。通常在剔梗过程中会同时连带剔除一部分可用烟丝，造成烟丝消耗。

针对ZJ17型卷烟机在实际生产中所存在的问题，课题组从两个方面对其进行改进设计。具体如下：

（1）解决ZJ17卷烟机刺破烟支数量高的问题。

经对ZJ17型卷烟机刺破烟的数量进行跟踪两周的统计发现，在200支烟中存在1.7支的刺破现象，存在极大的改进空间;

（2）解决ZJ17卷烟机剔除梗签中梗中含丝率高的需求[2]。

在跟踪统计8#机台单箱梗签剔除量的同时，我们也对剔除梗签的梗中含丝率做了为期两周的测定发现：ZJ17卷烟机剔除梗签中梗中含丝率为11.59%，多余的烟丝与烟梗混合在一起被作为废料处理，造成烟丝浪费。

1.2 研制方案初选

为便于从根本上分析ZJ17型卷烟机所存在的问题，项目组拟通过对设备进行调整以达到降低梗中含丝率。主要采取的途径为：将ZJ卷烟机梗签剔除风门位置进行调整，验证调整梗签剔除风门位置对降低梗中含丝率是否有效。

实践表明：当剔除风门全部关闭时，梗中含丝率为4.5%，达到《卷烟工艺规范》9.2.5.8规定（低于5%），但有刺破烟支出现，影响产品质量。故设备调整无法解决梗中含丝率高的问题。因此，还需对ZJ17型卷烟机改进设计后才能从根本上解决问题。在充分调研的基础上，项目对行业内相关设备进行调研：

（1）对于真空粉末吸料机而言，其是利用气泵旋转发生高真空实现对物料的输送。使被输送的物料杜绝了分层现象，保证了混合物料成分的均匀性。因此，可使用真空发生器实现物料的分离输送。

（2）对于广东中烟梅州卷烟厂而言，为实现梗丝的再次分选该装置在在二次分选出口处加装吹风改变梗丝方向和速度。

此外，还可选用行业的其他独立分选装置实现梗丝的充分分离[3]。

2 第三级梗丝分选装置的设计

根据2003年3月国家烟草专卖局颁发、中央文献出版社出版的《卷烟工艺规范》（ISBN 7-5073-1338-7/F·23）9.2.5.8规定，剔除梗签中允许含3%-5%的烟丝。所以项目组设定了目标：梗中含丝率低于5%。

对于YJ17型卷烟机第三级梗丝分离装置，其主要原理是利用梗丝悬浮速度存在一定的差异，并在气流作用下才实现的分离。而对于烟丝和梗丝而言，由于其结构不同导致其迎风面积不同，对应的重力也不同。也就是说，当烟丝的气流速度小于其梗丝速度时理论上就能够实现梗丝与烟丝的分离。其中，上述方案实施有效性的关键在于选择合适的风选速度。

在上述分析的基础上，项目组采用竖直气流模拟吹风试验对涡流吸风风力大小进行调整，并对梗丝中的烟丝比例进行测试发现：在15次试验中有其中13次的梗中含丝率低于5%，说明该方案具有一定的效果且可实施。因此，项目组确定了采用二级分选装置改进+独立风分”的思路实现对ZJ17型卷烟机第三级梗丝分选装置的设计，该第三级梗丝分选装置包括有悬浮风分装置、梗签收集装置、连接辅材三个部分组成[4]。

2.1 悬浮分离腔体的结构设计

（1）针对悬浮分选装置，经理论计算该装置的真空发生器的气压分布值应控制在-1.9bar～-2.2bar;

（2）综合考虑寿命及成本的基础上，真空发生器的型号为XFCFJ-125V;

（3）因为需匹配设备二次梗签分离装置的尺寸，经过测量吹梗通道尺寸只能设计为：180×95×30mm;同时，吹梗通道角度设定为45°。

2.2 梗签收集装置结构设计

梗签收集装置包括梗签管道口和梗签收集器。其中，对于梗签管道口采用弯管式的结构形式，并采用不锈钢的材质。对于梗签收集器，该装置整个覆盖在卷烟机后身的宽度上，位于回丝振槽的上方，与后身左侧墙板连接。防止烟丝造碎与堵塞，形状设计为圆柱体，并开长方形落料槽，采用7050铝合金和不锈钢的材质。

为保证梗签收集器内分选后的梗丝混合物可以全部落在储料区内，不产生堆积，对梗签收集器落料口与水平夹角进行实验。经过试验，将梗签收集器的安装角度确定为-60°。

2.3 连接辅料的确定

为了便于实施降低成本，连接辅料采用车间的常用品牌。其中，直角气接头采用QSL-1/4-8;调节减压阀采用FESTO  φ6型;正壓气管采用PUN-8×1.2;

3 效果评估

根据“2”中的设计思路制成实物后再现场安装调试后试运行发现：

（1）所设计的第三级梗丝分选装置可正产运行;

（2）2020年5月25日至2020年6月18日（四周）对8#机组剔除梗签的梗中含丝率做了测定。其中，云烟（云龙）平均梗中含丝率为1.98%，紫气东来（祥瑞）为1.62%。8#ZJ17卷烟机剔除梗签中梗中含丝率平均值为1.80%。

4 结语

为解决我厂当前卷烟机梗中含烟丝比例较高，极易造成烟丝浪费增加成本的问题，项目组借鉴广东中烟梅州卷烟厂《YJ17型卷烟机第三次梗丝分离装置的研制》，对二次分选装置进行改造，设计吹梗装置完成梗丝的第三次分选;借鉴行业内独立梗丝分离装置的结构和真空粉末吸料机对负压发生器的利用研制出独立的第三次梗丝悬浮分离装置。通过理论分析和实践表明，所设计的第三级梗丝分选装置可将梗中含丝率降低为1.8%。

参考文献：

[1]孟庆涛， 张振华， 吕桂芳. YJ19卷烟机落料器的改进[J]. 烟草科技， 2007， 000（004）：19-20.

[2]高绍梁， 金登权. YJ17卷烟机刀盘顶杆机构的改进[J]. 烟草科技， 2002， 000（006）：000017-48.

[3]杨欣， 李建朝， 杨文龙. YJ19A卷烟机重量控制系统的改进[J]. 烟草科技， 2004.

[4]李少平， 范磊， 王秋领，等. YJ19卷烟机紧头位置自动调整机构的改进[J]. 烟草科技， 2012.

（山西昆明烟草有限责任公司，山西 太原 030000）