残次废烟支的螺旋破裂方法及输送设计

残次废烟支的螺旋破裂方法及输送设计

残次废烟支的螺旋破裂方法及输送设计

王学良，马昌磊，李存华

红塔烟草（集团）有限责任公司玉溪卷烟厂  云南省玉溪市   6531000

摘  要：[目的]为解决卷烟生产中对残次品烟支、废烟条等的折断、破裂问题，利于后期工序将该烟支中的烟丝快速分离出来，及提升烟丝回收率，研究螺旋破裂方法及输送设计；[方法] 料筒内的螺旋轴通过从动联轴器和主动联轴器联结调频电机，料筒和调频电机通过支架和安装架安装于支撑台上，靠调频电机一端的料筒上方设置进料斗，另一端的下方设置出料斗，出料斗下方设置筛分或输送装置，利用螺旋叶片面、半球挤压件面和料筒内壁完成烟支的折断、破裂、破碎和输送；参考机标JB/T 7679-2008 螺旋输送机设计螺旋输送参数，电机转速优选范围n=40~140 r/min；[结果] 根据烟支的物理特征如长支、短支、中支、细支，确定不同烟支的最佳螺旋转速n，使烟支全部都破裂、破碎但折断的量较少，或使烟丝造碎率低；[结论] 本设计方案实现在卷烟生产中对不同规格的残次品烟支、废烟条等的折断、破裂，利于后期筛分工序将该烟支中的烟丝快速分离出来，及提升烟丝回收率。

关键词：残次废烟支，螺旋输送，半球挤压，JB/T7679-2008

学科代码：080703   中图分类号：TH165+.1    文献标志码：B   文章编号：

1引言

在烟草行业卷烟生产中，从残次品废烟支回收出烟丝是一直伴随卷烟企业长期应用并探索的工艺。目前，面对大量残次品废烟支的烟丝回收，最有效的是用物理方法筛分，因此，其基础工艺要将残次品废烟支的折断、破裂、破碎等，而这种对烟支折断破裂的工序次数过多，对烟丝的造碎率就高，对碎烟纸等杂质渗入也多，因此，研究烟支的折断破裂技术非常重要，虽然这类技术较多如圆形筛分筒折断破碎法、栏栅打辊式折断法等，均各有特点，本文介绍一种新的螺旋破裂方法。

2设计方案

经研究，利用螺旋输送废烟支，也具有对烟支的折断破裂功能，关键在于螺旋叶片设计及螺距S、圈数M、长度L、公称直径D和转速n的选择。螺旋线应用很广[1]，可以广泛到航空航天，关键区别点在于设计方法及用途，在烟草领域，如定量添加碎烟片的装置[2-3]，实施碎烟屑在制丝线上的精准参配。理论上，螺旋输送也具有破碎、脱皮功能，如农业机械用碾米机[4]，就是通过螺旋面使糙米相互摩擦、挤压完成碾米等。所以，只要螺旋轴设计和转速n设计恰当，比如针对细支烟，完成折断、破裂、破碎的工序，同样具有比其它方法更好的破碎、破裂效果[5]。

2.1 螺旋破裂输送装置设计

按机标JB/T 7679-2008 螺旋输送机，设计相关参数选螺距S=100mm，螺旋圈数M=20，公称直径D=160mm，长度L=2000mm，但对某些烟支如非细支烟，可以缩短L值。虽然本装置依机标设计，但关键工艺用途为烟支的折断、破裂、破碎，不作商用，因此，参数螺距S和公称直径D等选择不对应特定螺旋输送机型号。设计示意图方案如图1。

料筒（1）、出料斗（2）、支架（3）、支撑台（5）、安装架（6）、调频电机（7）、主动联轴器（8）、从动联轴器（9）、螺旋轴（10）、进料斗（11）、输送装置（12）

图1 烟支的螺旋破裂输送方法的设计示意图

2.2 螺旋轴设计

在螺旋轴（10）上的相邻螺旋叶片（10-1）之间安装半球挤压件（10-2），各半球挤压件（10-2）之间距离相等；图中一个螺距S之间只安装一件半球挤压件（10-2），视具体情况，也可安装多件，同时，半球挤压件（10-2）也可以修改为圆柱挤压件，区别在于半球挤压对烟丝造碎较低，如图2述。

图2 螺旋轴设计及半球挤压件的安装示意图

2.3 螺旋破裂输送装置技术指标

按机标JB/T 7679-2008 螺旋输送机选定参数，输送量：

式中：堆积密度(，烟草可取0.32；充填系数，烟支流动性较差取0.33；螺旋公称直径；螺距；n电机转速。

当选n=40r/min，计算如下：

0.643（t/h）

所需的电机总功率：

式中：为输送量；为运行阻力系数，为输送物料所特有，烟草取1.1；L为输送距离；H为提升高度，本实施例中取0。

计算如下：

0.022(kW)

当选n=140r/min时，（t/h），0.031(kW)

上述仅为参JB/T 7679-2008标准评估的一种参考方法，但对烟支而言，堆积密度、充填系数及运行阻力系数均与该标准推荐值可能有较大差异，再者，螺旋轴上还设计有半球挤压件，与常规标准的螺旋轴设计不一致，因此，运行阻力系数等可能差异较大，针对本方案烟支的相关系数，因没有条件作物理实验，因此，本螺旋破裂输送装置技术指标仅为评估方法，所以，针对本技术方案，电机总功率几百瓦应该足够了。

5 结论

由于在残次品烟支、废烟支中回收烟丝一直是难题，难点在于如何提高烟丝回收率、纯净度等，因此，其烟支的折断破裂技术是关键性技术，直接影响后期的工序如筛分效果等。螺旋输送本是物料传输方法，主要功能是输送，有一定的相互摩擦、挤压、破碎、脱皮功能，关键在机械设计参数，针对烟支的折断、破裂要求而言，螺旋叶片面和料筒的输入口对烟支具有该功能；由于烟支是易断、易裂物料，再加上在加上螺旋轴上设计了半球挤压件，有周期性对烟支的力学作用，使得螺旋叶片面、半球挤压件面和料筒内壁更容易使烟支折断、破裂、破碎，同时完成输送，可针对如长支、短支、中支、细支以及复合嘴棒组成，如复合嘴棒含有爆珠等较复杂的烟支，可针对不同特征的烟支制订不同转速，以获得最佳烟支的折断、破裂、破碎效果等，利于下道工序的筛分，提高烟丝回收率及纯净度。

参考文献

[1]李存华.阿基米德螺旋凸轮轮廓曲线的等分度测量方法[P]. 中国: 200910179585.7, 2011-04-27

[2]贾波，蔡剑云，李存华. 定量添加碎烟片的装置[P]. 中国: 201310004593.4, 2014-07-09.

[3]李占荣，王金良，李存华. 定量添加碎烟片的螺旋输送装置设计及应用[J]. 机械工程师， 2015（10）：216-218.

[4]张跃飞. 一种农业机械用碾米机[P], 中国:201910556778.3, 2021-03-30.

[5]谢亮华，练孔辉，钱本炎,等. 烟丝回收系统及其螺旋式废烟破碎装置[P]. 中国: 201710241367.6, 2018-06-29.

第一作者简介（通信作者）：

王学良（1973-09），男，本科，工程师。研究方向为制丝工艺，就职于红塔集团玉溪卷烟厂.

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