针对投梗段喂料机堵料报警的研究

陆道新 李健 杨胜乙

摘要：我厂投梗段安装有一个喂料机用于定量喂料控制为后续的烟梗风选提供稳定的物料流量，喂料机落料口处安装有一组对射光电管用于检测堵料。在运行过程中，堵料检测光电管常因光电管处有机玻璃积灰而产生堵料报警，而实际并未堵料。本研究针对堵料光电管误报提出了一种解决方法，采用压缩空气，经由电磁阀与一对压缩空气喷嘴对有机玻璃进行吹扫。电磁阀的通断由PLC控制，在生产过程中间隔固定时间对堵料光电管处有机玻璃自动进行吹扫，以避免有机玻璃积尘造成堵料光电管产生误报。

关键词：喂料机 堵料 自动吹扫装置

引言

投梗段在生产过程中，经常出现喂料机落料斗处的堵料光电管报警，通过现场查看实际并未堵料，而是由于光电管处的有机玻璃上积尘过多，导致光电管动作，程序即判断为堵料。

投梗段烟梗含水率低，且烟梗中含灰尘较多，虽在喂料机落料斗上方安装有负压除尘，且除尘风力已经调到最大，但仍有较多灰尘。玻璃窗处为一个斜面，灰尘会堆积在上边，当玻璃窗处的灰尘积到一定量，挡住了对射光电管就会使光电管动作，系统判断为堵料。通过统计3月份平均每批次堵料15.16次，4月份平均每批次堵料18次，

每批次生产时间约为两个半小时，就发生十多次报警，一旦出现堵料报警，提升机将停止运行，待操作人员爬上3米多高的平台将有机玻璃擦干净，并进行复位再启动，喂料机才再次运行，及大曾加了操作人员的工作量。若操作人员处理不及时，将会造成断流。随着公司对物料流量的连续性和稳定性要求越来越高，这个问题急需解决。

1 喂料机工作原理

烟草制丝生产中，提升喂料机作为工艺流程中的附连设备，在工序间主要起到贮存、提升物料的功能。它常与定量管和电子皮带秤配合使用，能将物料流量恒定、均匀、定量输送，以实现工序物料流量定量准确的有效控制 [2]。如图1在限量管处有低料位检测光电管B1与高料位检测光电管B2。当限量管内的物料低于低料位B1时，喂料机启动往限量管喂料，当限量管内的物料高度达到光电管B2处时，喂料机停止运行，保证物料在限量管内保持在一定高度范围内。因限量管内物料高度在一定范围内，后续工序的带式输送机作匀速运动，即可保证物料流量的均匀性。

喂料机落料口到限量管处的连接为一个逐渐变小的形状，此处容易发生堵料。喂料机落料口处设计有两块长方形的有机玻璃，在有机玻璃外安装有一对对射式光电管B3，当落料口发生堵料，物料堆积到有机玻璃处挡住堵料光电管B3，计时达3秒钟后，系统会发出堵料报警，提升机停止运行。在堵料光电管处无物料，且在主控系统上进行复位再启动后，提升机才会重新运行。

2 清扫方式的选择

因投梗处的烟梗含水率较低并含有较多的灰尘，且堵料光电管处为一斜坡，灰尘易堆积在此处堆积挡住堵料光电管，造成堵料报警。因此需解决堵料光电管处灰尘堆积的问题，以免因灰尘堆积造成堵料报警。

有两种方式可解决有机玻璃积灰的问题，下表列出了各个方案的优缺点。

通过对比，压缩空气吹扫方案具有制造难度低，制造成本低，对原备无影响等优点，因此选择此方案。

3.吹扫装置管路设计

3.1压缩空气吹扫系统的确定

压缩空气作为一种动力源，它具有易存储、无污染、安全性高、便于输送等特点，被广泛应用于各生产领域范围内[3]。压缩空气为烟草行业制丝车间常用的一种清洁的能源，直接触烟草制品的压缩空气均需在前端安装气源处理单元以过滤压缩空气中多余的水分，避免压缩空气中的水直接喷到烟梗上造成水湿烟。其次为了节能，因当仅在生产线处于生产时吹扫，且生产时也无需连续吹扫，间隙吹扫即可满足要求，因此需加装一个电磁阀用于控制吹扫用压缩空气的通断。还应当有一压缩空气喷嘴，以确保压缩空气的方向性，减小能源浪费。竹节管的作用是用较低的成本实现喷嘴方向的调整，保证能将光电管所在的区域吹扫干净。综上所得本压缩空气吹扫系统的管路图如下图所示：

3.2喷嘴的选型

本装置所需吹的区域较小，为堵料光电管所在的位置，只要保证堵料光电管处的有机玻璃保持干净即可。因此本装置需要喷嘴有较好的风向性，以便能以最低的风量将灰尘吹扫干净以节约能源，因此选择风刀型喷嘴。

3.3 电磁阀的选型

本装置为压缩空气通过一个喷嘴直接向大气排放，即也相当于是一种漏气。通过查阅相关文献资料，由《压缩空气泄漏损失及其对策》论文表2空气泄漏导致的用电损失[1] 可知泄漏孔径为0.5mm时，泄漏量为17L/min。喷嘴实际通径为0.5mm，每个喷嘴16孔，共有两个喷嘴，所以两个喷嘴总的泄漏量为17*16*2=544L/min。

经查看车间现有多个备用的FESTO的MFH型电磁阀，本系统的流量544L/min，查看电磁阀参数可知G1/4接口的流量为800L/min，为满足流量的最小一个型号，因此选择接口为选择G1/4。本装置电磁阀仅控制一路气管的通断，因此选择二位三通阀。最终选择型号为：MFH-3-1/4。

3.4过滤器减压阀单元选型

过滤器减压阀单元的选型也是优先选用车间现有的备件，车间目前主要使用FESTO LFR系统的过滤器减压阀单元，由电磁阀选型时可知喷吹装置的流量为544L/min，对比下图的流量压力图可知，均满足要求。接口为与其他配件统一，并遵循节约原则，选则G1/4接口。通过查看车间现有备件，只有MIDI型的过滤器减压阀单元，因此选用MIDI型，完整的型号为：LFR-1/4-D-MIDI-MPA。

4吹扫装置电控系统设计

本吹扫装置只需要一个PLC的输出点来按制电磁阀的通与断。通过查看，原控制系统ZS5-S01子站箱仍有未使用的输出点，将电磁阀线圈接到备用的输出点上即可。

吹扫装置的电路图如下：

通过实际测试，在生产过程中每停5分钟吹扫20s，即可保证堵料光电管处的积尘能吹扫干净，不会影响到堵料光电管的判断。

再增加一个条件，堵料光电管动作500ms毫秒后一直吹扫到光电管恢复为止，目的是在堵料光电管动作后，以及系统报警前将有机玻璃上的积尘即时吹扫干净，与定时吹扫一起构成一个双重保险。

五、 结束语

在吹扫装置安装后，通过对2020年5月、6月的跟踪观察501喂料提升机在生产过程中均未有堵料报警发生。平均每批次报警次数从吹扫装置安装前的15到18次每批次降为0次每批次。

本装置利用制丝生产线常用的压缩空气作为动力，以较少的硬件软件成本实现了对有机玻璃的清扫，无任何污染。随着公司对生产过程物料流量稳定性要求越来越高，断料将会严重影响料流量稳定性。本装置安装后有较的决解了因积灰造成堵料光电管报警，避免人工处理不及时造成断料。

参考文献：

[1]·蔡茂林 压缩空气泄漏损失及其对策[J].现代制造.2009（43）：8-10.

[2]· 毋玉莲 提升喂料机定量筒防堵装置改进[J].设备管理与维修.2017（5）：92-93.

[3]· 李再有 淺谈生产车间压缩空气系统的设计[J]. 液压气动与密封.2020（3）：48-49.

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