喂料机出料斗视窗清洁装置的设计与应用

喂料机出料斗视窗清洁装置的设计与应用

周元昊 杨帆 饶文昌

（江西中烟工业责任有限公司，江西 上饶 334600）

 摘 要：在烟草制丝生产线中，喂料机主要应用在切丝机、加料机等主机前，将来料以恒定流量均匀地输送至本工序主机入口，能够有效减少流量波动、提高加工工艺水平。但是在烟梗加工过程中，由于烟梗硬度较高且相较于烟叶携带较多尘土，容易造成生产过程中产生的烟草灰尘沾附在出料斗的玻璃视窗上。文章针对烟尘沾附在出料斗玻璃视窗造成假停机的问题，设计了一种喂料机出料斗视窗清洁装置，该装置主要通过PLC定时控制压缩空气对玻璃视窗进行喷吹，避免因烟尘沾附，光电管触发满料信号造成后续设备缺料、少料，消除了喂料机假停机对后续加工工艺造成的影响。

关键词：压缩空气；清洁装置；喂料机；烟梗；烟草制丝

Design and application of window cleaning device for feeder outlet hopper

（China Tobacco Jiangxi Industrial Co.LTD., Shangrao 334600, China）

Abstract: In the tobacco silk production line, the feeder is mainly used in front of the main machine such as the cutting machine and the feeding machine, and the incoming material is uniformly transported to the main machine entrance of the process with a constant flow rate, which can effectively reduce the flow fluctuation and improve the processing technology level. However, in the process of tobacco stem processing, due to the high hardness of tobacco stem and more dust than tobacco leaves, it is easy to cause tobacco dust generated in the production process to stick to the glass window of the hopper. Aiming at the problem of false shutdown caused by smoke attached to the glass window of the hopper, this paper designs a cleaning device for the hopper window of the feeder. The device mainly uses PLC to control the compressed air to spray the glass window, so as to avoid the lack of material in the subsequent equipment due to smoke attached and the photocell's full material signal. Eliminate the influence of false shutdown of the feeder on the subsequent processing technology.

Key words: compressed air; Cleaning device; Chamber feeder; Tobacco stem; tobacco stems manufacture；

烟梗制丝工艺在中式卷烟降焦减害中起到了重要作用。一方面降低了卷烟生产成本，另一方面降低了卷烟中焦油、尼古丁等有害物质的含量。

烟梗制丝工艺的第一道工序是烟梗拆包，在成箱成袋的烟梗拆毕后经过振动输送机松散，进入水槽式烟梗回潮机前喂料机均匀流量，经过皮带秤的控制，对进入烟梗回潮机的烟梗进行流量控制，确保入口流量稳定、精确。因烟梗水分低、杂质多，在经过振动输送机松散后会产生大量烟尘。烟梗进入喂料仓后产生大量烟尘，沾附在光电管玻璃视窗上，对射式光电管长期产生满料信号，造成喂料仓的假停机，对后续工序造成断料的不良影响。

根据产线工艺设计，目前烟梗清洗设备的物料入口流量需要维持2000Kg/h，但是在入口前喂料仓发生假停机时，入口流量产生波动，对产品质量造成不利影响。

1 设计背景

在2022年初，车间发现加梗工位喂料机陡角带提升机关停次数过多，切操作工反应喂料机经常出现“假堵料”的情况出现，需要人工干预。经过技术人员实地观察和对控制程序的仿真模拟，发现因喂料机出料斗视窗被烟尘覆盖，在不满料的状态下对射式光电传感器的红外线信号无法正常透过玻璃视窗，造成“满料”错觉，产生堵料假信号关停提升带，甚至造成下游工序断料，对正常生产造成困扰与阻碍。

2 清洁装置设计

经过技术人员借鉴气动喷吹等相关装置的启发，结合车间现有的技术条件和实际情况，决定设计一定时气动对光电管玻璃视窗清洁的喂料机出料斗视窗清洁装置，将因出料斗光电开关产生堵料假信号造成的停机次数由原来的118次每月减少至10次每月。

喂料机出料斗视窗清洁装置主要由控制单元、空压喷吹单元、电气管路三部分组成。

为了减少装置研发成本，控制单元采用了生产现场的PLC子站，通过修改喂料仓PLC控制程序避免了采购新程序控制器的成本支出，提高系统耦合度。经过查证，设计使用的电磁阀瞬时功耗为10W，在现场子站电源的负载范围内，可以直接使用现场子站的电源，而不用另外敷设。

空压喷吹单元，要求能够在烟梗的撞击下不变形，表面光滑不易积尘，在高温高湿环境下不生锈、耐腐蚀，保证使用寿命大于1年。通过三因素三位级的正交实验，使用风速仪检验喷管出口的气体流速大小，进行比较，进而获得喷管的喷口直径、喷管扩散角度、喷管内径三个元素的具体参数，作为喷管的设计依据。由于喷嘴属于小批量定制工件，且是中空结构，采用金属3D打印，再对外表面进行手动抛光的经济性和加工难度最小。

电气管路，要求与现有生产线的电气控制系统相匹配。使用气动软管从现有的空压点接出，与底座上预留的气动接头相连接。

使用黄金分割法，通过4次实验，测量喷吹后的剩余烟尘数量，确定出最合适的程序控制压的压缩空气连续喷吹时间，以在保证获得较好的清洁效果下降低压缩空气用量，节约能源。

通过观察未料仓玻璃视窗的烟尘覆盖情况，整理分析数据，计算干净的玻璃视窗从开始进料到红外光电管信号无法穿透玻璃视窗的时间平均数，用作本清洁装置程序控制的的喷吹间隔时间。

3 效果检验

在装置设计、安装、调试完毕后，课题组对装置的运行星空进行了为其三个月的跟踪观察，并统计了加梗工位在跟踪期间内的假停机数据。

经过计算，加梗工位的假停机三个月的万公斤投料假停机次数分别为：0.28次、0.22次、0.25次，相交装置应用前的5.6次每万公斤，有了明显的下降。

4 结论

本课题组设计了一种喂料机出料斗视窗清洁装置，并将其应用在加梗工位的喂料仓上，经过一定时间的设备观察验证，设备故障下降率达到 95.53%。将此装置的维护与点检纳入到企业标准化体系中，并申请和授权了发明专利和使用新型专利各一项。

作者简介：

1.周元昊 出生年月：1998年1月 民族：汉  籍贯：江西上饶  现任职称：助理工程师

研究方向：机电一体化

2.杨帆  出生年月2000年1月 ，性别：男，民族：汉，籍贯：江西上饶，学历：本科，现任职称：无，研究方向：无

3.饶文昌  出生年月1996年05月 ，性别：男，民族：汉，籍贯：江西宜春，学历：本科，现任职称：助理工程师，研究方向：机电一体化