基于SIROX 蒸汽噴射孔通暢性檢查裝置的研究

劉明松，呂敏黎，楊 彪，馬加平

（紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司會(huì)澤卷煙廠制絲車間，云南曲靖 654200）

0 引言

SIROX 增溫增濕技術(shù)是引進(jìn)替代HT 增溫增濕的新型增溫增濕技術(shù)，它改進(jìn)了HT 隧道式增溫增濕均勻性差的不足。SIROX增溫增濕設(shè)備進(jìn)料采用氣鎖裝置，蒸汽通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭供給旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的帶蒸汽小孔的拋料輥裝置，對(duì)物料的增溫增濕均勻且效果較好，克服了HT 增溫增濕時(shí)物料溫度濕度的分層現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，維護(hù)成本低，便于清洗保養(yǎng)，因而近年來(lái)SIROX 增溫增濕技術(shù)被廣泛應(yīng)用。

SIROX 膨脹單元是一種新型的增溫增濕設(shè)備，該設(shè)備對(duì)葉絲、梗絲的增溫增濕均勻性較好，同時(shí)能對(duì)物料進(jìn)行有效松散。SIROX 膨脹單元是將切后葉絲、梗絲增溫增濕，使葉絲和梗絲充分潤(rùn)透，使葉絲和梗絲溫度和含水率達(dá)到一定要求后連續(xù)加入氣流干燥工序的干燥管內(nèi)或薄板干燥的滾筒內(nèi)進(jìn)行干燥，提高葉絲和梗絲的填充能力。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，SIROX 膨脹單元噴汽耙釘保養(yǎng)結(jié)束后沒(méi)有蒸汽噴射孔通暢性檢查裝置，經(jīng)常無(wú)法準(zhǔn)確及時(shí)地判斷噴氣耙釘是否堵塞，影響生產(chǎn)效率。為此，有必要設(shè)計(jì)一種蒸汽噴射孔通暢性檢查裝置，從而保證及時(shí)準(zhǔn)確判斷噴氣耙釘?shù)耐〞承裕岣呱a(chǎn)效率。

1 國(guó)內(nèi)外SIROX 膨脹單元技術(shù)簡(jiǎn)介

卷煙加工過(guò)程中，制絲線增溫增濕設(shè)備的主要作用為提高煙草物料的溫度、水分，以增強(qiáng)物料的耐加工能力，最大限度降低物料在下道工序加工過(guò)程中的造碎率，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，便于加工。制絲線增溫增濕設(shè)備按照其結(jié)構(gòu)主要分為五大類：①滾筒式增溫增濕設(shè)備；②隧道式增溫增濕設(shè)備；③刮板式增溫增濕設(shè)備；④水槽式增溫增濕設(shè)備；⑤噴射管式增溫增濕設(shè)備。不同的設(shè)備其增溫增濕要求和工藝特點(diǎn)差異較大，同時(shí)行業(yè)內(nèi)各廠及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)對(duì)煙草加工過(guò)程中物料增溫增濕過(guò)程中水分及溫度增加、速率變化進(jìn)行了研究。

隨著SIROX 膨脹單元這一新型增溫增濕設(shè)備在行業(yè)內(nèi)各廠的投入使用，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)、各生產(chǎn)廠均對(duì)SIROX 膨脹單元的設(shè)備工藝性能和創(chuàng)新改造進(jìn)行了研究，充分提高了該設(shè)備在制絲線生產(chǎn)過(guò)程中的使用價(jià)值。其中，張永忍等人所著的《SIROX 增溫增濕設(shè)備研究》對(duì)SIROX 增溫增濕設(shè)備及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹和說(shuō)明，并且與傳統(tǒng)的HT 隧道式增溫增濕設(shè)備及技術(shù)進(jìn)行了比較。經(jīng)對(duì)比可知，SIROX 增溫增濕設(shè)備對(duì)物料的增溫增濕均勻且效果較好，克服了HT 增溫增濕時(shí)物料溫度濕度的分層現(xiàn)象。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，維護(hù)成本低，便于清洗保養(yǎng)。

同時(shí)，黃賢飛等人所著的《SIROX 膨脹單元對(duì)煙絲填充值的影響》通過(guò)DOE 試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得出在增溫蒸汽流量380 kg/h、增溫出口溫度76 ℃、入口含水率18.8%的工藝條件下，煙絲填充值最高的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這一結(jié)論對(duì)工藝部門、生產(chǎn)廠在開展SIROX 膨脹單元工藝參數(shù)設(shè)定、優(yōu)化工作時(shí)提供了一定指導(dǎo)、參考作用。

但該設(shè)備在給生產(chǎn)廠使用過(guò)程中也出現(xiàn)了一些需要解決的實(shí)際問(wèn)題，在線使用該設(shè)備的各廠也對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析、研究和改進(jìn)。例如，吳貴平等人所著的《SIROX 葉絲膨脹機(jī)清潔系統(tǒng)的改進(jìn)》針對(duì)SIROX 膨脹單元清潔系統(tǒng)存在排水不暢、閥門滲漏和清潔耗時(shí)長(zhǎng)等弊端，提出了清潔系統(tǒng)的改進(jìn)及其控制模式的優(yōu)化方案，并設(shè)計(jì)出一套SIROX 清潔管路自動(dòng)排水和實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置。同時(shí)，趙曉雷所著的《SIROX 使用中常見(jiàn)問(wèn)題分析及對(duì)策》歸納、總結(jié)了SIROX 膨脹單元在日常運(yùn)行中的常見(jiàn)問(wèn)題，闡述、分析了常見(jiàn)問(wèn)題，同時(shí)針對(duì)性地提出了相應(yīng)對(duì)策。

通過(guò)查閱以上文獻(xiàn)，以及與SIROX 膨脹單元相關(guān)的各類文獻(xiàn)資料，均為涉及與SIROX 膨脹單元噴汽耙釘蒸汽噴射孔通暢性檢查的相關(guān)裝置和技術(shù)。本項(xiàng)目擬針對(duì)SIROX 膨脹單元噴汽耙釘保養(yǎng)結(jié)束后無(wú)蒸汽噴射孔通暢性檢查裝置的問(wèn)題，提出了一種用于檢查SIROX 膨脹單元噴汽耙釘蒸汽噴射孔通暢性的裝置。該裝置擬以壓縮空氣作為檢查介質(zhì)，用控制單元控制不銹鋼三通氣動(dòng)閥動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)用蒸汽管道與檢查用壓縮空氣管道的無(wú)縫切換，根據(jù)壓縮空氣通過(guò)噴汽耙釘蒸汽噴射孔時(shí)的狀態(tài)來(lái)確定噴射孔是否存在堵塞等問(wèn)題。噴射孔的通暢性得到保障的同時(shí)，能進(jìn)一步提高SIROX 膨脹單元運(yùn)行的穩(wěn)定性，保證飽和蒸汽流量、壓力的穩(wěn)定，使經(jīng)過(guò)SIROX 膨脹單元的物料的溫度和水分符合相關(guān)工藝指標(biāo)的要求。

2 SIROX 增溫增濕設(shè)備（圖1）

煙絲加工過(guò)程中增溫增濕工藝是將切后葉絲和梗絲增溫增濕并使其充分潤(rùn)透，使葉絲和梗絲溫度和含水率達(dá)到一定要求后，在連續(xù)加入氣流干燥工序的干燥管內(nèi)和薄板干燥的滾筒內(nèi)進(jìn)行干燥，以提高葉絲和梗絲的填充能力。增溫增濕設(shè)備作為煙絲加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一有著十分重要的地位。目前，國(guó)內(nèi)外比較成型的增溫增濕設(shè)備主要有HT 隧道式增溫增濕設(shè)備、滾筒式增溫增濕設(shè)備和真空增溫增濕設(shè)備，但由于各自的局限性和自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，限制了這些設(shè)備在煙草行業(yè)的發(fā)展。

SIROX 增溫增濕設(shè)備由進(jìn)料氣鎖、膨脹單元、壓縮空氣系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、清洗水系統(tǒng)、排潮系統(tǒng)和振動(dòng)輸送器組成（圖2）。SIROX 增溫增濕設(shè)備工作原理如圖3 所示，壓力為0.2～0.8 MPa的飽和蒸汽經(jīng)減壓閥、氣動(dòng)薄膜閥進(jìn)入SIROX 增溫增濕設(shè)備的膨脹單元，再通過(guò)空心傳動(dòng)軸，經(jīng)耙釘臂上孔徑為Φ1.3 mm的噴射孔噴射于煙絲上，起到增溫增濕的作用。壓縮空氣參與蒸汽管路氣動(dòng)薄膜閥的行程控制。清洗水分五路進(jìn)入SIROX 增溫增濕設(shè)備，右邊兩路清洗水進(jìn)入振動(dòng)輸送器，中間兩路清洗水分別進(jìn)入進(jìn)料罩和膨脹單元，左邊一路清洗水借助蒸汽的管路進(jìn)入空心耙釘，完成SIROX 增溫增濕設(shè)備的自動(dòng)清洗。

圖1 SIROX 增溫增濕設(shè)備

SIROX 增溫增濕設(shè)備已經(jīng)被世界各地的煙草公司接受和使用，由于其良好的性能和簡(jiǎn)單的操作，廣泛應(yīng)用于各大中型煙廠。

圖2 SIROX 增溫增濕設(shè)備結(jié)構(gòu)

圖3 SIROX 增溫增濕設(shè)備工作原理

3 SIROX 膨脹單元

SIROX 膨脹單元是車間技改后引進(jìn)的新型增溫增濕設(shè)備，用以替代傳統(tǒng)的隧道式增溫增濕設(shè)備（HT）。該設(shè)備改變了原有的HT 隧道回潮機(jī)對(duì)煙絲、梗絲加工過(guò)程中，增溫增濕均勻性差，物料不能得到充分松散的缺點(diǎn)。SIROX 膨脹單元通過(guò)氣鎖實(shí)現(xiàn)進(jìn)料，經(jīng)導(dǎo)閥型減壓閥及氣動(dòng)滑窗閥調(diào)節(jié)后的飽和蒸汽通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入帶蒸汽噴射孔的噴氣耙釘。噴汽耙釘在做圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，飽和蒸汽從蒸汽噴射孔中不斷噴出，進(jìn)而對(duì)物料進(jìn)行增溫增濕，同時(shí)使物料得到充分的松散。

該設(shè)備主要由進(jìn)料罩、膨脹單元、出料罩、集氣罩和排潮系統(tǒng)組成（圖4）。工作原理：壓力為0.2～0.8 MPa（2～8 bar）的飽和蒸汽經(jīng)減壓閥、氣動(dòng)滑窗閥后進(jìn)入SIROX 增溫增濕設(shè)備的膨脹單元的風(fēng)選器，通過(guò)空心傳動(dòng)軸經(jīng)耙釘上Φ1.3 mm 孔徑的蒸汽噴射孔噴射于煙絲或梗絲上，起增溫增濕的作用。

圖4 SIROX 膨脹單元結(jié)構(gòu)

同時(shí)，該設(shè)備具備自動(dòng)清洗功能，生產(chǎn)結(jié)束后可對(duì)設(shè)備的各部分進(jìn)行自動(dòng)清洗。自動(dòng)清洗裝置分為3 個(gè)部分：①清洗水進(jìn)入SIROX 的膨脹單元內(nèi)，對(duì)腔體內(nèi)壁進(jìn)行清洗，共4路；②清洗水進(jìn)入振動(dòng)輸送器內(nèi)，對(duì)槽體及保溫蓋板進(jìn)行清洗，共2 路；③2 路清洗水進(jìn)入進(jìn)料罩，對(duì)進(jìn)料氣鎖及進(jìn)料罩內(nèi)壁進(jìn)行清洗。

因該設(shè)備對(duì)空心轉(zhuǎn)軸及噴汽耙釘上的蒸汽噴射孔不能進(jìn)行自動(dòng)疏通和清潔，且由于蒸汽噴深孔直徑僅為1.3 mm。生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙垢、煙油極易堵塞蒸汽噴射孔，因此每周需對(duì)蒸汽噴射孔進(jìn)行例行保養(yǎng)、疏通。

但由于空心轉(zhuǎn)軸及噴汽耙釘上的蒸汽噴射孔較多，每次保養(yǎng)后難免會(huì)存在部分蒸汽噴射孔未進(jìn)行疏通，或疏通不徹底等問(wèn)題。SIROX 膨脹單元自身不具備蒸汽噴射孔通暢性的檢測(cè)功能，每次保養(yǎng)結(jié)束后無(wú)法確定各蒸汽噴射孔是否通暢。如果被堵塞的蒸汽噴射孔較多，將導(dǎo)致飽和蒸汽不能按實(shí)際需要流量穩(wěn)定進(jìn)入膨脹單元內(nèi)部，使煙絲水分均勻性和穩(wěn)定性降低，影響烘絲機(jī)的入口水分，對(duì)烘絲機(jī)出口水分的控制帶來(lái)極大影響。同時(shí)，蒸汽流量不穩(wěn)定或蒸汽流量不足將會(huì)導(dǎo)致烘絲前的煙絲不能得到極佳的膨脹效果，使烘絲機(jī)出口的煙絲填充值大大降低，增加了煙絲消耗。

4 SIROX 膨脹單元蒸汽噴射孔通暢性檢測(cè)裝置

該檢查裝置主要由壓縮空氣截止閥、過(guò)濾減壓閥、壓縮空氣止回閥、不銹鋼氣動(dòng)三通球閥、蒸汽止回閥、蒸汽管路截止閥、控制單元，以及相應(yīng)連接管路組成。該裝置系統(tǒng)原理如圖5 所示。

該裝置簡(jiǎn)要工作過(guò)程：檢查通暢性時(shí)，按下“檢測(cè)”按鈕，控制單元控制不銹鋼三通氣動(dòng)閥進(jìn)行切換，關(guān)閉蒸汽管路，同時(shí)接通檢查用壓縮空氣管路，壓縮空氣經(jīng)截止閥、過(guò)濾減壓閥、壓縮空氣止回閥及不銹鋼氣動(dòng)三通球閥進(jìn)入SIROX 膨脹單元的空心旋轉(zhuǎn)軸及噴汽耙釘內(nèi)。手動(dòng)盤動(dòng)噴汽耙釘，便可比較方便、準(zhǔn)確檢查空心旋轉(zhuǎn)軸及噴汽耙釘上所有蒸汽噴射孔的通暢情況。為保證操作安全，在進(jìn)行蒸汽噴射孔通暢性檢查時(shí)，需關(guān)閉蒸汽管路截止閥。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、制造成本低，可準(zhǔn)確檢查SIROX 膨脹單元蒸汽噴射孔的通暢性，為設(shè)備保養(yǎng)及維修提供了有力支撐。

圖5 通暢性檢測(cè)裝置系統(tǒng)原理

該裝置使用可大大提高蒸汽噴射孔通暢性的檢測(cè)效率和準(zhǔn)確度，降低操作工設(shè)備保養(yǎng)難度，也為車間設(shè)備保養(yǎng)檢查提供了一種極為簡(jiǎn)單、便捷的方法。同時(shí)，也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)保養(yǎng)后未能完全疏通的噴射孔，進(jìn)而疏通存在該問(wèn)題的噴射孔。保證了烘絲前水分的均勻性和穩(wěn)定性，能提高烘后煙絲水分的CPK 值，另一方面可保證煙絲的膨脹效果，提高煙絲填充值。

5 總結(jié)

本文首先對(duì)國(guó)外內(nèi)SIROX 膨脹單元技術(shù)進(jìn)行全面總結(jié)和歸納，隨后對(duì)SIROX 膨脹單元結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析。指出現(xiàn)有SIROX 膨脹單元缺乏蒸汽噴射孔通暢性檢測(cè)裝置的問(wèn)題，最后針對(duì)這一問(wèn)題設(shè)計(jì)出一套SIROX 膨脹單元蒸汽噴射孔的通暢性檢測(cè)裝置。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、制造成本低，可準(zhǔn)確檢查SIROX 膨脹單元蒸汽噴射孔的通暢性，為設(shè)備的保養(yǎng)及維修提供有力支撐。