SAM型贮叶柜出料尾料现象的原因分析及改造
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摘要：为降低sam型贮叶柜尾料现象，通过充分研究贮柜的设计原理及结构特性，从贮柜叶片来料、拨料辊、贮柜底带输送装置三个方面分析了贮柜产生尾料的原因，并提出了相应的改进方法，有效地降低了尾料对叶片工艺质量的影响，提升了设备作业效率，节约了能源，促进了企业生产力的提高。
关键词：SAM贮柜；出料尾料；叶片改造
中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）16-0070-02
秦皇岛烟草机械集团公司生产的SAM型贮柜通常用于烟草制丝线、复烤线、CO2线、白肋烟线贮存物料（包括贮叶、配叶、贮梗、贮丝）；其主要作用是使叶、丝、梗的水分、温度或者料液混合均匀，让植物纤维组织充分吸收，并调节工艺设备生产能力，均衡生产，以满足制丝工艺要求，保证制丝成品质量。贮柜尾料的存在直接影响到后续工序烟片的质量稳定，如润叶回潮出口叶片的水分和温度超高、切丝机容易跑片、切丝宽度不够稳定等。分析尾料产生的原因，制定相应的改进措施，应用PLC和WICC技术等多种手段，实现对贮柜的尾料的消减，提升后续工序的作业效率。
1 现状分析
2 问题原因分析
2.1 原因分析
贮柜的尾料现象，究其原因是贮柜设计得不够完善，主要分析如下：
2.1.1 当贮柜贮有物料时，由于物料满载，对贮柜两侧形成一定的挤压。而在进行出料动作时，贮柜底带载着物料向出料端输送，根据牛顿第三定律，力的作用力与反作用力，物料不可避免被拉长，具体受力分析见图1。
2.1.2 考虑到贮叶前段工序一是经过了松散回潮机的增温增湿，二是经过了加料机加入了相应的糖料。叶片在贮存过程已经与贮柜壁形成了一定的粘性，同样增加了摩擦力，直接延长了物料输送时间。
2.1.3 由于贮叶柜物料高度一般为60cm上下，但拨料辊与贮柜只有间隙约5cm，而料辊转向是向柜的内侧翻滚，需要较长的时间把尾料从高度60cm的厚度拨至5cm，这间接导致了物料长度的加长。
2.1.4 物料在源源不断地输出的过程中，贮柜两侧板的接缝不可能很平直，这就造成柜内物料受贮柜两侧板的接缝影响，在贮柜侧板处也会把物料托散，形成尾料。
由于上述因素的存在最终导致了尾料的形成，贮柜后续设备低流量的运行，此段时间设备运作业效率极其低下，且能源浪费。我们以遵烟厂实际情况得知：在出料不作任何改变的情况下，经掐表计算还需七分半钟左右才能出完这些物料（尾料）。
2.2 导致后果及影响
2.2.1 工艺质量的稳定是企业产品的生命线，由于尾料的现象存在，贮柜出料时间不仅被大大拉长而且出料量非常稀少，直接影响到后续工序烟片的质量稳定，如润叶回潮出口叶片的水分和温度超高、切丝机容易跑片、切丝宽度不够稳定等。
2.2.2 尾料出料时间过长、过稀导致后续工序（参见工艺流程及图3）诸如：振槽、皮带机、润叶机、提升机爬、筛分机等多个设备工作时间延长，浪费了大量的能源，不符合《中华人民共和国节约能源法》对节能减排的方针政策。通过现场调查在这七分半钟的等待时间里，后续被影响的设备总装机容量达到近44kW（详见图3），耗损的能源达到5.5度/柜。我们以每月工作22天、每天出柜量十二柜计算、耗损在这尾料上的能源每年达到17424度电，这相当于燃烧标准煤的6.8吨，增加废气排放6.8万立方废气（主要成份SO2）、1.366吨烟尘。
3 改进方案
3.1 电气方面
第一步：尾料确定：借助PLC和WINCC控制技术，增加对贮柜的物料容量判定功能，基本原理可描述为：通过增加光电检测开关对贮柜底带横担（见图4）进行统计计数，以秦皇岛研制的GPTXB型贮柜为例，其贮柜底带横担从物料进端至出端共计有200根整，并以此作为计算物料存储的容量标识。当贮柜料满开始启动出料时光电开始倒计数（料满为100%），当物料输送快完毕时以物料尾部斜坡拐点作为尾料启动判定点。经测算该拐点为正当物料出料剩余2%左右发生位置，故当PLC计数模块计算到剩余2%时触发“尾料确定”输出命令。
第二步：尾料确定后通过PLC对贮柜的底带变频器频率进行控制，一般来说贮柜底带变频器频率为25Hz左右，最大工作频率为50Hz，因此速度提升可最大达到100%，同时为提升对尾料处理的判定可靠性，还可利用柜子原有的料空光电共同参与对尾料的启动控制。料空、料满光电位置如图2所示。
第三步：增加一正反转电路控制拨料辊的方向，并在在尾料确定触发其启动，让其往外拨料，加速物料出料。
3.2 机械方面
在贮柜出口约3m左右贮柜两侧高度的三分之一处（见图1所示）添加一组空压管路并利用一转角接头对准斜下方的尾料进行吹射，加速对物料吹出。空压开关由电磁阀控制，并引入到相应PLC模块参与控制，当物料在进行到物料尾料确定时正式启动空压，为确保空压大小合适，增设一减压阀进行控制。
3.3 管理方面
建立健全贮柜卫生保养制度，落实责任到人，每个贮叶柜的贮存量不应超出规定，贮叶高度不大于1300mm，贮柜底带不得有残留。应定期对贮叶柜进行清洗，防止发生霉变，防止物料粘连柜壁。
3.4 测试效果
经试验贮叶柜在进行改造后，尾料出料速度得以快速提高，出料速度由原来的0.35m/s上升至0.7m/s。且由于压空的吹射作用，节约出了约80%的出料时间，降低了能耗，稳定了后续工序对叶片的工艺要求，保证了生产的连续性和质量稳定性。
4 结语
通过改变贮柜底带变频器的频率、改变拨料辊的转向、增设空压管理吹射、加强设备卫生保养等措施，对比原有的贮柜出料情况，现有的改造对设备的作业效率得到了提高，节约了能源，并对后续工序的叶片质量稳定起到了积极作用。
参考文献
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作者简介：彭敏（1984—），男，江西人，贵州中烟工业有限责任公司遵义卷烟厂一车间注册安全工程师，在职研究生，研究方向：烟草电气设备管理。