WQ3914型回潮机加水系统总成的设计

2020-11-10赵浩东程林峰刘玉民孔德望

中国设备工程 2020年21期

赵浩东，程林峰，刘玉民，孔德望

（山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂，山东济南 250104）

WQ3914型滚筒式叶丝回潮机（二次回潮机）是膨胀烟丝生产线的关键设备，其工艺任务是对升华后的烟丝进行回潮，提高膨胀烟丝的含水率。因此，其加水性能的稳定性对于保证烟丝的含水率具有非常重要的作用。膨胀线二次回潮机加水系统沿滚筒轴向分为三个区，每个区均匀布置五个双介质喷嘴。生产时，15个喷嘴同时加水，使回潮效果更均衡，体现了国产设备均匀加水的理念。

1 回潮机结构分析

如图1所示，为回潮机加水系统的示意图。

（1）回潮机分三区加水，每个区都有一根主加水管路、一根主空压气管路。每个区均布五个双介质喷嘴。

（2）管路系统由主管路和分支管路组成。主管路和分支管路的材质均为非金属软管。主管路通过管道支撑架固定在底座上。主管路通过快插形式的三通连接若干分支管路，和喷嘴相连。整个管路系统呈树形结构。

（3）15个双介质喷嘴固定在一个整体式的盖板上，盖板通过32个M8的螺栓固定在底座上。

图1 回潮机加水系统示意图

2 存在的问题分析

通过以上结构分析可以看出，回潮机主管路和分支管路为非金属软管且通过快插接头连接，管路交错繁杂。对于水管路来说，通过快插接头连接的管路可靠性较差。软管在有限的空间内挤压，使得软管和接头处连接处受力，从而出现缝隙。设备实际使用过程中，快插接头处时常出现漏水现象。水滴在烟丝上会造成“水渍烟”，严重影响膨胀烟丝的工艺质量。三个区水管路上快插接头共30个，潜在漏水点57个。

当出现漏点时，需要至少两名经验丰富的维修人员进入回潮滚筒内进行查找，更换老化的管路、接头或调整软管位置。维修人员的检查的步骤是：拆下盖板上32个M8的固定螺栓；将盖板用铁丝固定，防止下垂；查找漏点，更换接头或软管；安装盖板，紧固螺栓。

在检查更换的时候，存在以下几个问题：（1）拆卸不便。三区盖板共32个螺钉固定在基座上，每次检查都需要全部拆解，且整体式盖板重量大，拆卸时不易固定。若固定不好，会拉扯软管，造成快插接头松脱。（2）检查难度大。管道系统接头众多，分支管路缠绕，需要逐个排除，检查难度大，耗时长。（3）有限空间作业不便。整个检查、维修的过程需要在有限的滚筒空间内完成，滚筒直径只有1.4m，长时间在有限空间作业，难度较大。

3 提出方案

从以上分析可以看出，加水系统存在两个主要问题：一是潜在漏点多，二是处理漏点的过程费时费力。从这两个方面着手，提出了三个改造方案。

（1）改造管路材质：不改变管路结构形式，将加水管路和空压气管路材质改造为金属软管。优点：金属软管连接形式可靠，连接处不易泄露，可靠性增加。缺点：查找漏点的步骤没有改变，依然费时费力。

（2）改进加水方式：如图2所示，改进加水方式，滚筒入口处加水。

图2 方案2示意图

优点：漏点数量大为减少；缺点：需要改进回潮机的控制系统，并且需要对喷嘴重新选型，改造难度大，改造成本高。回潮效果不如分区加水均匀。

（3）改造加水系统结构：在不改变三区加水方式的前提下，改造加水系统结构和材质。将整个加水系统划分成三个独立的部分。既减少漏点数量，出现漏点时也便于维护。

图3 方案3示意图

4 方案设计

4.1 总体方案

模块化设计是产品可靠性设计方法之一，它已经从理念转变为较成熟的设计方法。这种科学的设计方法常用于对产品的造型、结构设计方案的确定。在模块化设计的过程中，不需要对每种产品都进行单独设计，而是精心设计出多种模块，通过这些设计出的模块组合出多样化的产品。

将这种理念在回潮机加水系统上运用。将三个加水区域划分为三个加水单元，每个单元分别安装一套模块化的加水总成。该总成集成了盖板、喷嘴、加水管路、雾化空压管路等。每套总成的结构组成、尺寸、安装方式完全相同，可以实现互换。设备维护时，直接整套更换、整套维护。

图4 总体设计方案

4.2 方案分解

根据总成设计思路及结构组成，将每套总成结构进行分解，如图5所示。

图5 方案分解

4.3 方案实施

4.3.1 总成布置方式

（1）总成数量的确定。整个回潮筒的加水控制系统分为三个区，三区相互独立，又是一个整体，共同完成烟丝回潮的工艺任务。将整个加水系统划分成三套便拆式总成。三套总成的长度之和覆盖整个滚筒长度（图6）。

图6 总成长度确定

（2）主管路布置（图7）。喷嘴为气液双相喷嘴，因此，每套总成需要一条水路，一条气路与总成相连。为了保证主管路与总成的连接形式具备通用性，每套总成与总管空间位置最好大体相同。根据三区总成的布置情况，主管路布置应为一区到三区递减。从上到下依次为一区加水管路、一区空压管路、二区加水管路、二区空压管路、三区加水管路、三区空压管路。