CN100577041C - 烟梗在线膨胀设备及使用该设备的烟梗处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用饱和或过热蒸汽连续进行烟梗膨胀处理的设备以及使用该烟梗在线膨胀设备进行烟梗切丝前处理的方法。该烟梗在线膨胀处理设备，包括进料仓、出料仓和尾部呈略向上倾斜放置的加压处理仓，加压处理仓内部设置有螺旋输送装置；加压处理仓设置有若干个蒸汽喷入喷嘴，在加压蒸汽处理装置入口处和出口处分别设置蒸汽气锁。该设备无需因进料需要排空处理仓内蒸汽，可实现烟梗原料在线连续处理，在提高处理效率的同时也节约了蒸汽能源。使用该烟梗在线膨胀设备进行烟梗切丝前处理时，可简化处理工序，省略将筛分出的长梗再切分工序。

Description

烟梗在线膨胀设备及使用该设备的烟梗处理方法

技术领域

本发明涉及一种烟梗在线膨胀设备，尤其涉及一种使用饱和或过热蒸汽进行烟梗膨胀处理的设备。

本发明还涉及一种使用上述烟梗在线膨胀设备进行烟梗切丝前处理的方法。

背景技术

对于烟草制造企业而言，提高烟梗切丝前的处理效果，包括使烟梗有均匀、合适的切丝湿度以便于烟梗切丝，以及使烟梗有足够的膨胀度以提高烟草制品填充率，是企业降低生产成本的重要途径。同时，获得高膨胀度的烟梗丝，也是制造低焦油含量的安全烟草制品的一个主要途径。

通常，烟草企业为了达到以上目的，经常采用在加热状态下对烟梗进行浸润，然后进行烟梗切丝，再通过梗丝闪蒸设备进行梗丝膨胀处理。这种烟梗处理方法，造碎率高，烟梗利用率不高。

中国专利申请200510118934.6公开了一种制备粒状膨胀烟梗的ESS(ExpandedShredded Stem)工艺方法及其所采用的设备。该膨胀烟梗设备包括两个过热蒸汽处理段，其中第一处理段与烟梗进料装置连接，并设置有蒸汽注入装置；第一处理段与第二处理段之间设置有控制第一处理段中的过热蒸汽与烟梗进入第二处理段的阀门；第二处理段内部设置有运送烟梗的螺旋运送装置。该设备处理段需要承受最低压力10bar、温度200摄氏度的过热蒸汽。其第一处理段优选为垂直设置，第二处理段水平设置。同时，为了通过快速降压获得烟梗的膨胀处理效果，该设备需在第二处理段的出口管上安装锐孔喷嘴(orifice)。

中国专利申请200510118934.6所公开的上述设备，可以获得较好的烟梗膨胀效果并进行大流量的处理。但是该技术方案仍存在以下两个缺陷：一是为了获得所需要的膨胀加压处理要求，其设备采用两段式处理，在其第一处理段和第二处理段之间设置蒸汽阀门，其第一过热蒸汽段必须定期排空，因此其烟梗的处理流程为间断性，要保持处理的连续性，企业必须购置两台以上的同样设备；第一过热蒸汽段的定期排空，也导致蒸汽能源的大量浪费；二是其设备采用一种设置在第二过热蒸汽段出口管上的锐孔喷嘴，来实现烟梗蒸汽混合物的迅速降压而获得烟梗膨胀效果，因此，该设备通常只能处理30mm以下的短梗，否则极容易在上述喷嘴小孔处发生堵塞，这使其在相应的膨胀工序前必须进行烟梗筛分，将长梗进行再切分，因此在使用该设备进行烟梗膨化处理时，其相应的前序处理程序比较复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可连续进行在线膨胀处理的烟梗在线膨胀设备。

为解决以上技术问题，本发明所述烟梗在线膨胀设备，包括进料仓、出料仓和加压蒸汽处理装置；该加压蒸汽处理装置为加压处理仓；加压处理仓内部设置有螺旋输送装置；加压处理仓设置有蒸汽喷入喷嘴；在加压蒸汽处理装置入口处和出口处分别设置蒸汽气锁；入口处蒸汽气锁与进料仓连接，出口处蒸汽气锁与出料仓连接；所述加压处理仓至少为两段，前置的加压处理仓尾部下方出口与置于其后的加压处理仓头部上方入口相连通；所述加压处理仓至少能承受8巴的蒸汽压力。

本发明在加压蒸汽处理装置的进出口处采用蒸汽气锁，可以基本实现加压处理仓体内的工作气压稳定，而无需因进料需要排空处理仓内蒸汽，实现了烟梗原料在线连续处理，在提高处理效率的同时也节约了蒸汽能源。同时，所述加压处理仓设置为两段或两段以上，前置的加压处理仓尾部下方出口与置于其后的加压处理仓头部上方入口相连通，形成串接，这可使设备处理更大烟梗流量和实现更优化的烟梗处理效果，同时避免因加压处理仓过长而可能出现的设备加工和安装困难，

本发明在采用上述分段式加压蒸汽处理装置时，省略了两个处理段之间的控制阀门，因此可以在获得较大处理流量更好处理效果的同时，仍然保持对烟梗原料进行连续膨胀处理，极其显著地提高了烟梗在线膨胀处理效率。

另外，本发明可采用加压处理仓尾部向上倾斜放置方式，可以使所处理烟梗原料在传输过程中因重力作用自然向后翻滚，可强化烟梗原料的不间断循环处理效果。

此外，加压处理仓的横截面还可以设置为类似椭圆形的扁圆形。这样的设置可以使螺旋输送装置的侧腹面出现富余的空间，可以使部分烟梗原料在传输过程中回落，以实现原料进一步搅拌，同时也可以有效防止原料堵塞。

为进一步减少加压蒸汽处理装置进、出口蒸汽泄漏，可以采用弹性密封蒸汽气锁。该气锁的旋转叶轮顶端装设有可径向微调的密封件；所述密封件包括刚性板和设置在其底部的弹簧或其它弹性元件；弹簧或其它弹性元件装设在蒸汽气锁的旋转叶轮顶端狭槽内，并抵住伸入狭槽内的密封板的底部；密封板的底部由固定在旋转叶轮顶端的压板夹持；密封板在弹簧或其它弹性元件的调节作用下，与蒸汽气锁壳体内壁接触。在使用过程中，旋转叶片顶端处的的密封垫或密封板与蒸汽气锁壳体内壁接触，且不会因温差而出现间隙，以有效地实现气锁密封，减少蒸汽泄漏。采用由刚性板和设置在其底部的弹簧或其它弹性元件组成的密封滑板作为密封件，可进一步避免弹性密封垫易磨损而容易丧失密封效果的问题，减少因更换密封件而必须进行的停机检修次数。

为了使本发明加压蒸汽处理装置承受8bar以上更高压力值的过热蒸汽，可以对加压处理仓中设置的螺旋输送装置的两端旋转接头处采用耐高温高压的石墨轴密封装置进行密封，例如CN2583455公开的高温高压密封装置以及CN2793455公开的转动轴密封装置，均可适用于本发明螺旋输送装置两端的轴密封。

为保证高温蒸汽处理装置内温度，并防止现场人员被烫伤，加压处理仓外壳及其连接处均包敷有适当厚度的保温层。

同时，为了方便处理仓内冷凝水排出，在加压处理仓尾部向上倾斜放置尾部向上倾斜放置时，可在加压处理仓低端设置排水阀。

本发明还提供一种烟梗处理方法，在保证烟梗处理过程连续的同时，其工序更为简化。

本发明所提供的烟梗处理方法，包括筛分、除尘风选、流量控制和膨胀烟梗。所述的膨胀烟梗处理为在线连续膨胀处理，是使用本发明前述的烟梗在线膨胀设备进行烟梗膨胀处理，即：将烟梗原料经进料仓、进口蒸汽气锁送入加压处理仓；加压处理仓内被均匀喷入饱和或过热蒸汽；加压处理仓内的烟梗原料由螺旋输送装置搅拌并送至加压处理仓出口，然后经出口蒸汽气锁排出，进入常压状态下的出料仓，通过瞬间降压获得烟梗膨胀。

由于本发明使用前述的烟梗在线膨胀处理设备，可以使烟梗在线膨胀处理连续进行，而无需间断性地排空进料，因此处理效率提高。

同时，由于被加压处理的烟梗是通过出口蒸汽气锁直接排入常压下的出料仓来获得瞬间降压，因此该膨胀设备不受所处理烟梗长度的限制，通常意义上的长梗也可以进入该膨胀设备进行膨胀处理，而不容易造成堵塞。因此在前序的筛分处理程序中，可以省略将筛分出的长梗再切分工序，大大简化了烟梗原料预处理工序。

附图说明

下面结合附图本发明技术内容作进一步说明：

图1：本发明设备结构示意图；

图2：本发明设备所涉及的加压处理仓结构示意图；

图3：本发明设备所涉及的螺旋输送装置两端的轴密封装置结构示意图；

图4：本发明设备所涉及的蒸汽气锁结构示意图；

图5：本发明设备所涉及的蒸汽气锁侧视示意图；

图6：图5中A部放大示意图；

图7：本发明工艺方法流程图。

具体实施方式

本发明所涉及的烟梗在线膨胀设备主要包括加压蒸汽处理装置和分别设置在加压蒸汽处理装置入口处和出口处的蒸汽气锁。

作为优选实施例，如图1所示，所述的加压蒸汽处理装置包括尾部呈略向上倾斜放置的第一加压处理仓1和第二加压处理仓2；第一加压处理仓1尾部下方出口与第二加压处理仓2头部上方入口直接连通；第一加压处理仓1和第二加压处理仓2内部均设置一螺旋输送装置3、4；螺旋输送装置3、4分别由可调速驱动电机14、15驱动；沿第一加压处理仓1和第二加压处理仓2圆周和轴向均匀设置若干个蒸汽喷入喷嘴5。第一加压处理仓1和第二加压处理仓2外壳及其连接处均包敷有适当厚度的保温层16。在第一加压处理仓1和第二加压处理仓2最低处分别设置排水阀12和排水阀13。第一加压处理仓1头部上方和第二加压处理仓2尾部下方分别装设进料蒸汽气锁6和出料蒸汽气锁7。进料蒸汽气锁6与进料仓10连接，进料仓10上设置有排汽管11；出料蒸汽气锁7与出料仓8连接，出料仓8也设置有排汽管9。

上述设备在工作使用过程中，除了加压处理仓内保持足够的工作压力外，进料仓和出料仓内压力均通过设置排汽管保持在常压或接近常压状态。待处理烟梗经进料仓中的喂料管落入进料蒸汽气锁6叶轮的轮槽内，叶轮在电动机驱动下，经减速机构调整后匀速旋转，当盛装有烟梗的叶轮槽转到下方时，烟梗在重力作用下，落入第一加压处理仓1内，完成进料的动作。进料蒸汽气锁6叶轮转速可以调节，以控制物料均匀地进入加压处理仓内。第一加压处理仓和第二加压处理仓2内被喷入压力8-10bar、温度为200-350℃以上的过热蒸汽，待处理烟梗在其中由螺旋输送装置3、4进行充分搅拌并输送至第二加压处理仓2出口，经由出料蒸汽气锁7排入出料仓8，通过瞬间降压获得烟梗膨胀效果。出料仓8可以设计为较大的空间，其目的可以让烟梗原料与蒸汽混合物获得瞬间降压而膨胀，并且也可以不让泄出蒸汽逃逸，泄出蒸汽可用抽风机由排汽管9排出。

在实际工作中，烟梗在在加压蒸汽处理装置内的平均停留时间可以由螺旋输送装置的转速和/或加压处理仓不同的倾角来调整。

如图2所示，加压处理仓尾部呈略向上倾斜放置。加压处理仓的螺旋输送装置主体可采用在旋转轴管31***绕焊接螺旋面叶片32制作，简化螺旋输送装置的输送结构，有利于物料传输，防止物料堵塞。螺旋输送装置两端安装密封轴承头33。加压处理仓的机壳21两端分别安装法兰与端盖22连接。机壳21在入料段开设进料口24，并在物料前进方向沿螺旋输送装置轴向安装若干个蒸汽喷嘴5，通过喷嘴可以随时向加压处理仓内部喷入蒸汽，保持处理仓内足够的工作压力；在清洗蒸梗机内部时，也可以喷入清水来清洗内部。加压处理仓还安装有手孔法兰25和安全阀法兰26。手孔法兰25用于检查蒸梗机内部或发生堵料时紧急维修，安全阀法兰26用于安装卸压的安全阀门；加压处理仓的机壳21在出料端下方开设出料口27。在加压处理仓机壳21前端的端盖22上开设有排水孔法兰28，目的在于可以通过安装在排水孔法兰28上的排水阀排出工作过程中产生的冷凝水，以及维护机器时清洗加压处理仓内部的污水。当加压处理仓采用整段结构设计时，通常不需要中间支撑结构。

如图3所示，作为优选实施例，本发明设备所涉及的螺旋输送装置两端安装的轴承头33与旋转轴管31采用圆柱穿轴式连接，螺旋输送装置依靠一对互相垂直布置的螺销传递扭矩。轴承头33的密封腔38内安装有焊接金属波纹管37的轴密封装置，该轴密封装置还包括有碳化硅材料制成的静摩擦环34和碳石墨材料制成的动摩擦环35组合，以及相应的辅助密封36。辅助密封36可选用柔性石墨材料。焊接的金属波纹管37可以有效地进行温差补偿，保证轴密封装置的密封效果。

为了充分保持加压处理仓工作压力，减少加压处理仓内的蒸汽泄漏，进料气锁6和出料气锁7应当采用密封性能良好的弹性密封蒸汽气锁。

如图4、图5及图6所示，作为优选实施例，星形叶轮蒸汽气锁的旋转叶片61顶端装设有可径向微调的密封滑板62；密封滑板62的截面呈倒“T”形，其截面项端呈圆弧状；在旋转叶片61顶端部开设有狭槽63，狭槽63中装设弹簧64或其它弹性元件，弹簧64抵住***狭槽63中的密封滑板62的底部；为了保证密封滑板62沿径向有限移动，在密封滑板62底部两边设置压板65，并用压紧螺钉66固定在旋转叶片61顶端。密封滑板62靠弹簧或其它弹性元件压缩，顶在蒸汽气锁内壁凹弧面上，以此实现密封。

如图7所示，在使用本发明设备进行烟梗切丝前的处理工序的优选流程包括七个步骤：

第一步骤：均流量控制。将水分约8％-13％的烟梗原料经喂料机送入均料装置，使所处理烟梗流量基本稳定。

第二步骤：振筛。流量基本均匀的烟梗原料被送入振筛，以除去原料中的细碎梗。

第三步骤：除尘风选。通过风选装置，将原料中的灰尘、麻丝、碎叶等风选剔除。

第四步骤：剔除金属类杂物。通过在原料输送带上设置磁铁，除去原料中的铁金属。

第四步骤：处理流量控制。将原料输送至流量控制装置，以精确控制烟梗原料处理流量。

第五步骤：在线连续膨梗。将均匀流量的烟梗原料经喂料机送入在线膨梗装置。由喂料机送入的烟梗原料通过进料仓，经进料蒸汽气锁进入加压处理仓。加压处理仓内被均匀喷入压力8-10bar、温度为200-350℃的过热蒸汽，加压处理仓内气压维持在8bar以上。加压处理仓内的烟梗原料由螺旋输送装置搅拌并送至加压处理仓出口，然后经出料蒸汽气锁排出，进入常压状态下的排料仓，通过瞬间降压获得烟梗膨胀。烟梗原料在加压处理仓内的处理时间一般控制在1-3分钟内。实际操作中，可通过调整螺旋输送装置的转速来控制烟梗加压处理时间。

第六步骤：风选。进入排料仓的已膨胀的烟梗被输送至风选机，除去已处理烟梗料中的未膨胀烟梗、石头等杂物。

第七步骤：储存。将处理后的已膨胀烟梗输送至储柜，以备切丝。

Claims (10)

1、一种烟梗在线膨胀设备，包括进料仓、出料仓和加压蒸汽处理装置，其特征在于：该加压蒸汽处理装置为加压处理仓；加压处理仓内部设置有螺旋输送装置；加压处理仓设置有蒸汽喷入喷嘴；在加压蒸汽处理装置入口处和出口处分别设置蒸汽气锁；入口处蒸汽气锁与进料仓连接，出口处蒸汽气锁与出料仓连接；所述加压处理仓至少为两段，前置的加压处理仓尾部下方出口与置于其后的加压处理仓头部上方入口相连通；所述加压处理仓至少能承受8巴的蒸汽压力。

2、如权利要求1所述的烟梗在线膨胀设备，其特征在于：所述加压处理仓尾部呈略向上倾斜放置。

3、如权利要求1所述的烟梗在线膨胀设备，其特征在于：所述加压处理仓的横截面可以设置为类似椭圆形的扁圆形。

4、如权利要求1、2或3所述的烟梗在线膨胀设备，其特征在于：所述蒸汽气锁为弹性密封气锁；所述的弹性密封气锁的旋转叶轮顶端装设有可径向微调的密封件；所述密封件包括刚性板和设置在其底部的弹簧或其它弹性元件；弹簧或其它弹性元件装设在蒸汽气锁的旋转叶轮顶端狭槽内，并抵住伸入狭槽内的密封板的底部；密封板的底部由固定在旋转叶轮顶端的压板夹持；密封板在弹簧或其它弹性元件的调节作用下，与蒸汽气锁壳体内壁接触。

5、如权利要求4所述的烟梗在线膨胀设备，其特征在于：所述螺旋输送装置的轴两端采用石墨轴密封装置进行轴密封；所述螺旋输送装置轴两端的石墨轴密封装置中加设有金属波纹管。

6、如权利要求2所述的烟梗在线膨胀处理设备，其特征在于：所述加压处理仓低端设置有排水阀。

7、如权利要求4所述的烟梗在线膨胀处理设备，其特征在于：所述加压处理仓外壳包敷有适当厚度的保温层。

8、一种烟梗处理方法，包括筛分、除尘风选、流量控制和膨胀烟梗，其特征在于：所述的膨胀烟梗处理为在线连续膨胀处理，在如权利要求1至7任何一项所述的烟梗在线膨胀设备中进行，是将烟梗原料经进料仓、进口蒸汽气锁送入加压蒸汽处理装置，加压蒸汽处理装置内被均匀喷入饱和或过热蒸汽，加压蒸汽处理装置内的烟梗原料由螺旋输送装置搅拌并送至加压蒸汽处理装置出口，经出口蒸汽气锁排出，进入常压状态下的出料仓，通过瞬间降压获得烟梗膨胀。

9、如权利要求8所述的烟梗处理方法，其特征在于：喷入加压蒸汽处理装置内的蒸汽的压力不低于8bar，蒸汽的温度不低于200℃；加压蒸汽处理装置内的压力维持在8bar以上。

10、如权利要求9所述的烟梗处理方法，其特征在于：烟梗在加压蒸汽处理装置内处理时间为1至3分钟。

Images