煙絲在線振動分選機系統不同取樣機構的分析與研究

聞 平 袁 興 張樂年 肖 榮

（1.南京大樹智能科技股份有限公司，南京 211122；2.南京航空航天大學機電學院，南京 210016）

煙草卷煙生產企業的工藝檢測部門是專門負責檢測煙草生產線上煙絲生產質量工藝水平的部門，該部門通過各種檢測儀器檢測煙絲的各種生產指標，通過各種工藝參數來檢測評價煙絲生產的質量水平，從而來調整相應的生產工藝參數，以便更好地進行煙絲生產。

用于煙草工藝部門檢測的工藝檢測工具儀器名目種類很多，也很復雜。其中煙絲在線振動分選機系統是煙草企業工藝部門的檢測系統之一，該系統通過在線實時取樣篩分分析煙絲中各類等級煙絲含量，從而來分析煙絲生產工藝水平，評價煙絲質量。在該系統中煙絲取樣的優異會直接影響檢測分析數據，所以煙絲取樣機構系統在該系統中是關鍵所在，取樣機構系統的優異直接影響到取樣的優異，直接影響檢測數據。所以根據現場情況選擇合適的取樣機構方案對煙絲在線振動分選機系統檢測效果有著直接的關聯。

1 煙絲在線振動分選機系統簡介

煙絲在線振動分選機系統是專門用于煙草生產企業工藝質檢部門檢測煙絲生產工藝水平的檢測系統，該系統通過在線實時取樣煙絲，在線實時攤薄煙絲，通過多層篩分得到不同等級的煙絲含量，從而根據檢測數據參考工藝評價標準來檢測煙絲生產工藝水平。

煙絲在線振動分選機系統是一個復雜的控制系統，涉及取樣、喂料攤薄、多層篩分、清掃、稱重計算、軟件分析等功能機構，涉及機械、電氣、軟件等功能系統。其中取樣系統、喂料攤薄系統、稱重計算系統、多層篩分系統是關鍵核心系統。圖1是煙絲在線振動分選機系統整體架構圖。

圖1 煙絲在線振動分選機系統整體架構圖

在整個系統中煙絲取樣機構系統是煙絲在線振動分析系統的關鍵源頭所在，只有取樣精準才能保證后續的檢測數據正確可靠。取樣系統在整個系統中扮演著在線實時取樣煙絲的功能，該取樣機構系統根據現場實際情況選擇合適優異的取樣系統方案，來滿足現場實際取樣煙絲的要求，達到整體系統的檢測要求。

2 煙絲取樣機構系統介紹與分析

2.1 煙絲取樣機構系統簡介

煙絲取樣機構系統在煙絲在線振動分選機系統中扮演著重要源頭的角色，該系統實時采樣煙絲并將煙絲投入喂料攤薄系統中，以供篩分檢測煙絲。

根據現場實際情況，選擇合適優良的取樣機構系統是非常重要的方案所在，因每個煙廠實際現場情況不同，所以有多樣的煙絲取樣機構方案供選擇。大體主要有旋轉升降絲桿氣缸伸縮取樣機構、振槽氣缸門取樣機構、正反轉皮帶取樣機構、正反氣缸門取樣機構等，這幾種取樣機構各有優勢和劣勢，根據現場實際情況來選擇最佳的取樣機構方案。

下面將詳細分析介紹各種取樣機構性能的優勢和劣勢，從而來評價取樣機構的整體性價比。

2.2 旋轉升降絲桿氣缸伸縮取樣機構

旋轉升降絲桿氣缸伸縮取樣機構系統包含旋轉平臺、升降絲桿、伸縮氣缸等功能系統組成，通過氣缸伸縮取樣煙絲，然后升降絲桿到合適位置，然后旋轉平臺到煙絲喂料攤薄位置，將煙絲投入喂料攤薄口，以供后續檢測功能檢測煙絲。

該取樣機構包含電動、氣動、步進、變頻等功能系統。整體系統比較復雜，整體性能穩定可靠；具有取樣獨立，設備運行不受現場其他設備的影響，也不會干擾現場其他設備的運行；同時每次取樣煙絲量比較穩定可靠，而且取樣比較全面，能完整地把現場煙絲各個種類都能取完整；同時運行噪聲小，運行平滑。圖2是旋轉升降絲桿氣缸伸縮取樣機構效果圖。

圖2 旋轉升降絲桿氣缸伸縮取樣機構圖

但是該系統對現場安裝要求比較高，要求現場安裝位置比較寬敞，尤其是高度位置一定要能滿足安裝的尺寸，因其整體高度比較高；安裝位置可以選擇在振槽口、輸送皮帶口等合適的位置。該系統維護保養到位后，運行性能比較穩定可靠，是首選的取樣機構選擇方案。

2.3 振槽氣缸門取樣機構

振槽氣缸門取樣機構是通過在現場生產線上的振槽設備上開一扇門，安裝氣缸門，通過協調配合控制煙絲在線振動分選機系統、現場振槽、氣缸門來滿足達到現場取樣煙絲的要求。這種取樣方案要求協調高精度控制多方設備，才能保證不堵料、不夾料、不漏料的情況，滿足現場取樣的要求；但是如果協調配合控制不好，將會引起現場生產線的堵料、夾料、漏料的問題，同時會引起取樣效果差，會引起落灰的問題。

這種取樣方案簡單，但是實際控制要求高，要求多方配合才能保證可靠取樣完成，同時要求在取樣煙絲之前，最好能清掃取料口，保證沒有取樣時沒有灰塵，煙絲在線振動分選機系統的控制系統包含自動除塵功能。圖3是振槽氣缸門取樣機構圖。

圖3 振槽氣缸門取樣機構圖

2.4 其他取樣方式介紹

正反轉皮帶取樣方式，這種方式簡單，但是對現場控制要求比較高，同時不能引起堵料等情況，而且該方案取樣后不能攤薄，容易引起堆料；同時這樣取樣方案取樣不均勻，對篩分數據有一定影響，一般不建議采用。

正反轉氣缸門取樣方案是在現場取料口安裝一個正反轉的氣缸門，不取料時讓煙絲料正常流入生產皮帶，當要求取料時則控制氣缸門反轉，讓煙絲料進入振篩取料口。這種取樣方案簡單，但是要求控制精度高，同時容易引起落灰，取樣不均勻，對篩分檢測數據有一定影響。

2.5 旋轉升降絲桿取樣方案實際使用性能

通過性能對比，在多種煙絲取樣方案中旋轉升降絲桿氣缸伸縮取樣系統是性能比較高的取樣方案，它具有取樣穩定可靠，設備獨立，性能穩定，取樣穩定等優勢，所以煙絲在線振動分選機系統中首選取樣方案為旋轉升降絲桿方案。

這種取樣方案已經應用于多家煙廠現場，實際使用性能效果優良，而且檢測數據比較穩定可靠，取樣煙絲量比較穩定，取樣比較完整。圖4 是旋轉升降絲桿取樣現場使用圖。

圖4 旋轉升降絲桿取樣方案現場使用圖

3 結論

煙絲在線振動分選機系統應用于煙草生產企業工藝檢測部門檢測煙絲生產工藝水平。該系統涵蓋了機械、電氣、軟件等功能系統，具有取樣機構、喂料攤薄機構、多層篩分機構、清掃機構、稱重計算系統、軟件分析計算系統等功能系統。而取樣采集系統是源頭關鍵所在，它的優異直接關系到檢測效果。

取樣系統根據現場情況有旋轉升降絲桿取樣方案、振槽氣缸門取樣、正反轉皮帶等取樣方案，他們各有優勢和劣勢。而旋轉升降絲桿伸縮氣缸取樣方案因具有取樣穩定、設備獨立、取樣完整、性能穩定等優勢，是煙絲在線振動分選機系統首選的取樣方案，能滿足整體檢測性能要求，應用于實際效果也顯著。

[1]煙絲振動分選機技術標準[S].北京:國家煙草專賣局,2012.

[2]煙絲整絲率、碎絲率的測定方法[S].北京:國家煙草專賣局,2007.

[3]煙草工藝檢測標準[S].北京:國家煙草專賣局,2003.

[4]煙草工藝檢測儀器標準[S].北京:國家煙草專賣局,2003.

[5]煙絲在線振動分選機技術手冊[Z].南京:南京大樹智能科技股份有限公司,2012.

[6]煙葉原料分組方法的研究[C].北京:中國煙草學會工業委員會煙草工藝學術研討會論文集, 2006.