滤棒成型装置及滤棒成型系统

苏魁

摘 要：文章主要是分析了滤棒成型机与发射设备的工作原理，在此基础上讲解了滤棒成型机丝束粉尘的尘源，最后探讨了系统改进方案。

关键词：滤棒成型设备;丝束粉尘;收集暂存;除尘处理系统

前言

滤棒成型设备在丝束开松的过程中容易产生纤维性粉尘，其粉尘质量轻且体积很大，这些粉尘会直接影响到人体的健康，且会降低滤棒成型的产品质量，为此文章对如何有效解决这些问题展开了研究和探讨。

1.滤棒的形成

滤棒成型机上胶系统是由两个独立的上胶装置组成。它们分别设有胶水箱、齿轮泵、喷嘴体和胶水管路。当系统接到上胶信号时电磁离合器起动供胶水齿轮泵，并打开喷嘴中的喷针，把胶水涂抹到直线移动的成型纸上形成两条连续均匀的胶水线。接缝采用热熔胶，热熔胶工作温度100℃～120℃之间，当成型纸、丝束经过烟枪卷制成型后，进入冷粘室，滤棒上的胶水线即刻冷却，搭口被粘牢，高速卷制出成型的滤棒。接缝热熔胶，还配备一套冷却装置，为了胶的加热和达到冷却的温度，至少应该在生产开始前20分钟，合上加热装置开关，此时胶水箱、齿轮泵、胶水软管和喷嘴体都将进行了加热。它们的温度分别有各自的调温开关调节，并能自动温控和显示。有时在生产过程中滤棒会爆口，不仅影响系统的正常运行，增加消耗，带来隐患，但有时在储存或使用过程中也会发生爆口，KDF2过滤成型机爆口的主要原因是（1）热胶缸内滤网杂质堵塞;（2）热胶泵齿轮磨损、销子断裂、不出胶;（3）热胶加热管道温度不够，管道接口漏胶;（4）喷嘴内喷针不到位;（5）喷嘴体内薄膜片损坏;（6）热胶喷嘴与盘纸接触不良或磨损。熱熔胶箱长时间使用会产生积碳和杂质，使滤网或喷嘴堵塞，影响热熔胶的熔化流动，产生爆口，必须定期清洁胶箱、软管和喷嘴，以防止熔化颗粒;清洁方法排空胶箱内热熔胶，倒入液体石蜡，加热10-20分钟后，从软管和喷嘴处排出石蜡，两次可恢复正常生产。

2、滤棒成型机与发射设备的工作原理

2.1、滤棒成型机的结构及特点

滤棒成型机组主要是由开松机、成型机和装盘机所共同组成的，其中开松机主要由丝束导向装置、三个独立的开松器、两对开松辊对、上胶箱、传动系统、风力系统、气动系统和控制系统等组成组成，功能是把醋酸纤维丝束带展开、开松、消除卷曲、重新组合，然后在均匀展开的丝束带上涂洒增塑剂，输送到成型机制成滤棒。成型机主要由高压或低压喷嘴、烟枪（成型枪）、供胶系统、自动换纸盘及拼接装置、断条器、刀盘、磨刀装置、滤棒直径控制系统、传动系统、风力系统、液压系统、气动系统和控制系统等组成，其功能是将经过开松机处理过的醋酸纤维丝束带包上滤纸，按规定的要求进行成型、切断，通过分烟轮等输送到YJ35装盘机装盘，完成整个由丝束带到滤棒的生产成型工艺。而其中的装盘机主要由进料机构、填充机构、装盘装置、提升装置、烟盘输出装置、传动系统和控制系统等组成。

2.2、滤棒成型机的工艺流程

1.备料：将丝束包打开并放置在指定位置，将丝包放在丝束行进的中心线上，且铺丝方向与成型机方向一致。同时将成型纸、热熔胶、内粘接线胶、增塑剂准备到位。2.丝束开松：通过开松辊及开松器的作用，将一束丝束完全展开。3.施加增塑剂：通过增塑剂施加系统向完全展开的丝束均匀施加增塑剂。4.卷制成型：将施加过增塑剂的丝束收拢，通过烟枪部分时被成型纸包裹，形成圆筒状滤条。5.切断：滤条在刀头部分被分切为一定长度的滤棒。6.装盒：滤棒通过装盘机收集整理，分装入小盒。7.贮存固化：装盒后的滤棒放置若干小时自然固化，以达到最佳硬度。8.发射：由发射机输送到卷接工序，也可装盒，装盒后的滤棒小盒分装入外包装大盒，运往卷接工序。

2.3、滤棒发射机工作原理

FRFS发射机为例：1、通过与滤嘴棒纸箱风送机相连接，将滤嘴传送到料斗内。2、料斗内的滤嘴由固定向导对流向进行管理，同时由于自身的重量滤嘴向料斗下部移动被传送至滚筒部。3、在滚筒部通过喷头进行鼓风，滤嘴被顺利地传至上部带有沟槽的滚筒中，通过上部带有沟槽的滚筒使得1个沟槽被放入1个滤嘴。此外，通过设计配备的杷子滚轴，滤嘴被循环起来，防止形成桥型，通过料斗的一部分被分离。 4、上部带有沟槽的滚筒设计有用于吸引滤嘴用的真空吸引口，边吸引滤嘴边进行转动，向下部带有沟槽的滚筒传送。5、从上部带有沟槽的滚筒到下部带有沟槽的滚筒的传送是靠上部滚筒的吸引力和传送向导进行强制性的顺次的传递，再利用下部带有沟槽的滚筒的转动一直将滤嘴送至气缸的头部位置。6、在气缸的头部位置，滤嘴在压缩空气的喷气机的喷射下从下部带有沟槽的滚筒向气缸的头部送出，同时还是利用该喷射空气将滤嘴在风送管内传送至高速卷烟机。其中每个单元的额定发射能力可达300～2750支/分钟。

3、尘源分析

滤棒成型机的大部分机器都配备了负压系统，可以吸收一些纤维粉尘，但有些部位仍然暴露在空气中，这会使得一些纤维粉尘飞入空气中。根据滤棒成型机和发射机的结构组成和工艺流程特点，容易产生更多的纤维粉尘：第一个位置是开松机挑丝杆导向环，通过导向环和第一空气开松器将丝束从丝束包传送到辊压开松装置。在丝束行进中，通过空气和机器壁摩擦，通过空气和机器壁，线束容易产生纤维粉尘，完全暴露在空气中，其中产生的纤维粉尘会直接的进入到在周围空气中。第二是辊压开松部位，这个部位最容易产生纤维粉尘。丝束进入开松机后，丝束将通过开松辊，在展开和释放过程中容易产生纤维断丝，产生更多的纤维粉尘。滤棒发射机处，此处滤棒在传输过程中高速移动，容易产生纸沫粉尘。滤棒成型设备的大部分主要部件有着较为良好的密封效果，且设备中有负压系统，其中的部分纤维粉尘可被收集。根据滤棒成型机和发射机的结构组成和工艺特点，丝束辊压开松部位和纸带高速运转和设备的摩擦，是设备粉尘的主要来源。

4、现状分析

当前KDF2滤棒成形单元和KDF4滤棒成型单元不配备相应的除尘系统。在现场运营商的职业健康和产品安全中存在两个隐患。其他烟道天然气行业有两种除尘方案：单环环境除尘装置和集中的除尘装置，过滤材料的使用寿命存在一些问题。卷烟厂滤棒成型机单机环境除尘装置给出的方案，其不足之处在于一个成型单元需要对应一套设备，占地面积大，设备多，投资大，卷烟过滤嘴成型机集中工艺空气除尘系统方案的不足：由于反复统一除尘，风机功率大，噪音大;每个防尘罩的空气应并入除尘器中，使除尘器主管的直径为支管直径的2-3倍。干管直径要求较大，一般为300-400mm，其中的安装难度较大。滤棒车间的粉尘主要是醋酸纤维纤维屑，其特点是：1.粉尘比重较轻，易悬挂，不易在除尘箱内沉淀气流干扰。2.当粉尘在管道内摩擦时，容易产生静电，使纤维粉尘附着在滤袋上，难以吹出。3.灰尘是一种长条带纤维，很容易在两者之间形成桥梁。4.醋酸纤维具有一定的吸水性，按摩后易在灰料内壁堆积，韧性好，易堵塞气缸和泄流阀。

5、系统改进方案

通过问题分析，发现除尘装置在单一环境下维护困难，但集中除尘装置能耗高，相关管道安装困难的结论，因此，基于两种方案的优势，单台成型设备设计一套牵引集尘、暂存装置，采用分散集尘、间歇集中集尘，牵引过程中产生的粉尘为临时性粉尘，集中在装置内，然后通过间隙式集中收尘系统恢复单个收尘暂存装置，整个系统低和占用的空间小，且其的维护较为方便。在滤棒、除尘罩、除尘器、齿轮组、支撑架、专用旋转接头、驱动电机和罩、除尘器工作台上设置圆柱形除尘器罩，将单个除尘罩内的纤维粉尘和断丝压在除尘器表面。除尘器是一种工业高效过滤器，采用高耐磨材料和高耐磨材料，并配有除尘管和除尘，除尘器中有一定程度的除尘器，驱动电机开始工作，齿轮组旋转旋转除尘管，并在除尘器的除尘器表面刷上电刷。同时除尘器开始工作，吸尘器在真空管中吸取，将集尘器送到集尘器，除尘器进入浓缩的除尘器。新的低能集尘器通过可动管道连接到每个甜甜圈。因此，管道的安装适用于具有不同结构的车间，具有方便的安装和拆卸的优点;二次吸附由主风扇和辅助风扇形成，其在无需运输的情况下降低了吸附过程中主风机的电阻和損耗，并降低了采购和安装成本。因此，除尘管道系统可以有效的降低了灰尘去除过程中的能耗和车间的除尘成本。间隙式集中除尘器与防尘罩通过管道连接，正常运行时，电机阀门保持关闭状态，粉尘收集临时存储装置，用于收集粉尘，并临时吸附在高效网的表面上。当需要打开除尘风机来吸收纤维粉尘和收集临时存储装置上压碎电线的粉尘时，只需打开一个动力阀，间歇式集中式除尘器仅吸收一个带尘罩，纤维粉尘和断线被吸收后，关闭电动阀，倒置式除尘器吸收、过滤、降尘罩，倒置式除尘器。由于集中式除尘器一次只吸收一个防尘罩的灰尘，所以主管道的直径与辅助管道的直径一致，这大大降低了管道直径，这样才可以使得管道构造更方便。

6、应用效果

当前厦门烟草业有限公司已完成6套防尘装置的滤杆成型设备。过滤杆牵引粉尘收集临时存储装置的灰尘收集风扇只需要从防尘罩中排出并收集灰尘。除尘风扇的功率远低于原始集中除尘系统（15kW）的功率，只有400W的功率可以满足需求。因此，六种除尘风扇的总功率为2.4kW，该功率小于原始除尘风扇（15kW）的功率的1/6。当收集灰尘收集和临时存储装置2小时，灰尘吸管和设备的集中式集电器开始。集中式除尘器迅速吸收粉尘，每次需要20分钟，依次吸收过滤所有6个成型设备的灰尘，并等待其余的时间，集中式集尘器不需要旋转，总是像原装灰尘拆卸系统的风扇一样。它只需要六个收尘风机保持工作。移位（8小时）集中式集尘器是80分钟，并且能量消耗是原件的1/6，这可以有效的降低到了其的能耗。

7、复合滤棒成型设备的发展趋势

7.1模块化结构，易于实现从二元复合到多元复合，规格简单灵活，满足用户个性化需求

7.2电气控制接管IPC自动化程序、本地总线和阀座岛。触摸屏用于安装、修改和显示机器参数错误，自动控制切割位置，自动检查和删除缺陷棒。

7.3伺服发动机被广泛使用，并且具有易于驱动且安静的合适伺服发动机。

7.4独立的清洁系统。使用独立的除尘设备不仅可以满足工厂清洁运行环境的环境要求，还可以确保粉尘空气的清洁和粉煤的集中处理。

7.5独立的水冷系统。冷却系统具有独立的水冷器和双轨冷水循环，以确保主要部件和发动机在正确的温度下使用。

8、结束语

由上可知，滤棒成型设备是卷烟企业中过滤嘴棒中重要的一个加工设备，其在生产过程中，醋酸纤维高速拉伸和的过程中容易出现纤维性粉尘，其的特点是质量轻和体积大，大部分都是存在于车间空气中，容易导致环境的空气变差，影响质量，为此有关人员应当及时解决到其中存在的问题，确保到员工的工作环境，保障生产质量。

参考文献

[1]尚跃，刘与铭，胡世龙，童福强，王维维.滤棒储存环境条件与滤棒关键指标相关性研究[J].轻工科技，2021，37（10）：79-82.

[2]郭奕材. 广东中烟广州卷烟厂 改造关键部件 提高滤棒产能[N]. 东方烟草报，2021-08-12（003）.

[3]张明亚.ZL26B滤棒成型机新型滤棒稳定输送装置的研究与设计[J].轻工科技，2021，37（04）：49-50.

[4]赵丹.KDF2滤棒成型机甘油酯自动供给防溢流装置的设计[J].设备管理与维修，2020（23）：112-113.

[5]郎晏民.基于提高圆周SD值稳定性对ZL26C型成型机的优化改善[J].机电工程技术，2020，49（10）：234-235.

[6]陈天丽，汪魁，沈伟，桂圆，陈恩博.基于微波技术的滤棒三醋酸甘油酯含量检测系统设计[J].中国烟草学报，2020，26（06）：61-65.

[7]郭军亮，徐兴华，樊金健.面向烟草现代化的滤棒成型过程质量控制水平提升方法[J].山东农业大学学报（自然科学版），2020，51（05）：915-917.

[8]何江，彭春晖，龚艺，王宁博.基于Vue.js框架的复合滤棒成型机上料检测系统开发[J].中国烟草学报，2020，26（05）：60-65.

[9]刘铠，陈耀宁，费翔，翟祥滨.滤棒成型工专业知识[J].全国烟草行业职业技能鉴定培训教材，2012.12.

[10]刘铠，孙惠兴，杨本刚，张仁港，陈耀宁，费翔.滤棒成型机组修理工专业知识[J].全国烟草行业职业技能鉴定培训教材，2013.04.