CTD烘丝机出料气锁的改进

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摘 要：ctd烘丝机在使用过程中存在出料端间歇掉落烟丝湿团，影响烘丝质量的问题。通过分析可知，湿团主要来源于出料气锁翻板侧板与盖板间隙过大，以及相应导料板的缺失。为此，提出3种方案，并确定将气锁翻板延长，并将其改进为与盖板嵌套式的模式。通过改进，CTD出料端湿团状况由平均每3.7min出现一次改善至基本不再出现，水分标偏SD也由3.8降至1.7，保障了工艺质量。

关键词：CTD；湿团出料气锁间隙嵌套

引言

CTD气流式干燥烘丝机具有烘丝能力强，塔身高度低等特点，广泛的运用于各制丝生产线。然而设备在使用一段时间后，出料端会间歇掉落烟丝湿团，成为重大的工艺隐患，也一直为各使用方所困扰[1]。各相关厂家一般通过采取增加导流形式、调整清洗喷嘴角度等方式进行改善，所得效果不甚理想，也缺乏可推广性。现通过对出料气锁内部翻板侧板与盖板位置与结构的调整方面入手，对出料系统进行改造，以期能探索出一种可具推广性的出料气锁形式，改善出料相关方面的不足。

1 CTD简介

CTD是由COMAS公司制造的塔式烘丝机，其基本工作流程为典型的对流式干燥过程，通过塔身内热气流对烟丝进行干燥。具体过程为：烟丝进入CTD入料端的匀料器并开松，随后落入高频振槽，经松散后从进料气锁进入烟丝膨胀单元。在高温蒸汽的引射下，热风夹带着烟丝进入狭小的空间内充分吸湿膨胀，并被推送至干燥塔，并在塔身中被高温气流快速脱水干燥定型，经切向落料器气料分离，由出料气锁离开CTD。烘丝干燥的整体热量由燃烧炉提供，并在其热风出口施加蒸汽控制整体含氧量[2-3]。

1-匀料器 2-振槽 3-烟丝膨胀单元 4-螺旋输送机 5-燃烧炉

6-出料气锁 7-气/料分离器 8-烟丝干燥单元

图1 CTD示意图

2 问题与原因分析

2.1 存在问题

改进前，设备在使用一段时间后，出料气锁落料时会不定时地带出湿团。在每个批次生产的料头及生产中段，所掉落的湿团体积较小，有一定的硬度，湿度较高，一般为数枚一起掉落，而后间歇性出现。而到了批次后期及尾料阶段，则以较大的烟饼出现，硬度高，颜色深。平均湿团掉落时间间隔为3.7min，粘性烟叶比例较高。由于湿团烟饼较为集中，不易振散，一旦出现就将对烟丝的整体物理特性及后续的卷接等工序造成伤害。表1为两种典型牌号烟丝生产时发现湿团的时间记录。

2.2 原因分析

出料烟丝出现湿团的可能来源有以下几项：

2.2.1 喷头分析

塔身清洗水喷头泄漏，在塔身形成烟丝粘黏而后脱落形成湿团。泄漏问题包括管路阀泄漏，喷嘴损坏等。

通过停机试验并确认电磁阀及机械阀的阀位与密封状况，可以确保阀状态良好。观察喷头及塔身内部侧壁，未发现水流及潮湿痕迹，因此基本排除喷头泄漏现象。

2.2.2 保温不良

塔身或出料罩保温不良可能造成温度落差大，而产生的冷凝水附着进而粘料，气锁下方卸料罩潮气冷凝粘连烟丝掉落等。

通过观察，塔身及落料罩保温棉完整，全面清查后烟丝粘附量小。同时落料罩则采用电加热装置，下落烟丝潮气不会在罩的侧壁发生冷凝，因此以上的可能因素基本排除，只着重研究气锁结构。

2.2.3 出料气锁翻板耐磨铜条间隙异常

出料气锁翻板耐磨铜条间隙异常，将导致烟料从耐磨条与侧壁缝隙挤过并形成湿团。

通过观察发现，这些湿团及烟饼出现位置单一，仅在出料振槽末端，而两侧和前端都没有出现。而如果是由于耐磨铜条与出料罩侧壁烟丝挤压形成的湿团，应该是在气锁下方无规则掉落。因此可以排除出料罩侧壁、耐磨铜条等各处发生烟料积压的因素。

2.2.4出料系统结构设计缺陷

由于湿团产生部位存在单一性，因此判定可能出料系统出现间隙堆积烟丝团，包括出料气锁、出料罩结构等。通过观察发现，气锁与落料罩法兰连接平整，不存在错层积料。

而从湿团落料点向上排查发现，在出料气锁翻板侧壁与盖板的间隙内有大量湿团积料，该间隙的宽度约为5.5mm，而另一侧的间隙约为1.5mm，湿团掉落量较小。而间隙的存在，就是湿团产生的关键因素。

CTD气锁的结构为翻板带侧壁式，发生湿团积料主要就是由于翻板侧板与盖板的间隙直接地暴露在落料环境下。按照厂方的原设计思路，为防止该现象的发生，曾设计在气锁的上部法兰上方设置两个导流板，一方面隐蔽了间隙，另一方面也将物料导入中部远离间隙。但是该气锁却由于安装难度大，抑或是其他未知原因没有安装导流板，如图2所示。由于间隙直接暴露在落料口中，使烟丝下落时部分被挤入该间隙，并在盖板和翻板侧壁的相对旋转运动下反复推压成烟饼，在积压过程中由于高温高湿环境，不断有烟丝团吸湿下落，而最终揉成的烟饼也随着重量增大而整体落下。同时由于长时间的积压，烟饼的颜色较深，质感也较为硬实。

1.导流板（未安装） 2.翻板侧板 3.盖板 4.翻板 5.耐磨铜条

图2出料气锁结构示意图

3 改进措施

针对出料气锁存在间隙的缺陷，对其实行改进。

3.1改进方案

气锁之所以在翻板侧板与盖板间留有间隙，主要是为了避免二者之间产生摩擦。针对该缺陷采取较为节省成本的改进措施，大体思路为消除间隙或是使间隙与落料点原离，具体可以有如下几种方案：

1.遮蔽间隙：对原气锁上部法兰上方加装加导流板遮挡间隙，并将烟丝导入到气锁中部；

2.改变间隙位置：将翻板侧板与盖板的平行关系改为嵌套式关系，即形成翻板侧壁嵌入盖板的形式，同时做好计算以使间隙最小化，即令间隙隐藏在盖板内；

3.填间隙：间隙无法真正消除，只能将其最小化。可以采取两种办法，翻板侧壁向外垫出，或盖板向内垫出。在缩小间隙的同时，也令间隙小范围的内移或外移。

方案1看似较容易，然而加装导流板须要拆除保温棉，并且在经过热处理的侧壁上打孔。而拆除设备进行施工不太现实，只能钻入狭小的内壁进行操作，具体尺寸也无法确定，同时改进不恰当可能就会造成落料时的堵料，操作性小。这也可能是原本设备未进行安装的部分原因。

方案2将间隙移入盖板，同时也缩小了间隙。这使得烟丝落下时，如果要形成湿团，必须要先通过较小的侧壁与盖板的横向间隙，再经过竖直方向的间隙，再从横向间隙漏出方可，可能性大大降低。同时这些都间隙隐蔽在两侧的盖板内，间隙开口与落料方向垂直，烟丝本身就不容易进入，间隙若调整恰当，也不会出现积料卡死等现象。

方案3虽然一定范围内移动并缩小了间隙，但是间隙依然还是存在，并仍然暴露在落料口下，所做改进仅仅只是一定程度的延长设备积料的时间，并不能治本，同时间隙的调整也存在卡死等隐患。

3.2 改进措施

选取方案2对气锁进行改进，即嵌套式的气锁方式。参考湿团掉落状况发现，当间隙宽度低于1.5mm时，烟丝进入并压实的几率较小。因此决定对嵌套式翻板与盖板的间隙设置为1mm。通过计算电机扭矩及轴的载荷状况，并根据原间隙状况，采用在气锁中部翻板两侧板外侧各加垫铜板以延长翻板长度，使之与两侧的盖板发生各5mm干涉。同时将外侧盖板的干涉区域重新向内加工，使之形成一个深6mm，直径？602mm的凹面，并将伸长的翻板两侧嵌入，控制间隙宽度约1mm，以保证翻板转动时不会与固定盖板相摩擦，其结构示意图如图3所示。

图3 嵌套式气锁结构示意图

由示意图可以看，在没有导流板的情况下，下落的烟丝要进入侧板间隙必须绕过翻板的侧板，由于翻板与盖板的横向间隙并未暴露在落料口下，且与落料方向相垂直，因此烟丝进入间隙的可能性也大大降低。即便有烟丝进入间隙，也要经过水平―竖直―水平的间隙通道才能形成湿团落入出料振槽。

4 总结

改进后的CTD出料气锁在使用过程中，较好的解决了烟丝出料时的湿团掉落问题，提高了烘丝系统的气密性，降低了水分标偏SD值，保障了工艺质量，如表2所示。■

表2 CTD出料气锁改进前后数据对比

参考文献

[1] 陈良元. 卷烟工艺技术[M]. 郑州：河南科学技术出版社，2002.

[2] 丁美宙， 王宏生. 气流干燥在烟草加工中的应用研究进展[J]. 烟草科技，2005（9）：9-13.

[3] 潘永康， 王喜忠. 现代干燥技术[M]. 北京：化学工业出版社，1998.