一种烟叶摊铺、展平、单层化的装置的制作方法

本实用新型涉及烟草加工领域，涉及对烟叶形态的控制技术，具体为一种烟叶在线摊铺、展平、单层化输送的方法及设备。

背景技术：

卷烟生产中，来料烟丝的纯净度一直是困扰各类技术人员的难题，由于卷烟工业中所需的烟叶要经过采收、收购、打叶复烤、制丝等工序，各环节控制不力与储存不当就会产生麻丝、羽毛、稻草、石块等非烟杂物，同时还会伴有青烟、霉烟等低等级烟叶，会严重影响卷烟产品品质。因此，提高烟叶纯净度是烟叶加工过程中的关键环节。

目前，烟叶加工领域中对于悬浮速度与烟叶相同或相近的青霉烟叶、杂物等物料的精选一般采用光电除杂，其原理是采用图像采集装置将流动中的烟叶照相，然后进行计算分析，最后将杂物从烟叶流中剔除，这种方法简单可靠，能工业化生产，然而这种方法剔除效率较低，特别对于一片烟叶中存在青块，霉斑的烟叶不能有效的剔除，原因在于，由于烟叶输送过程中，烟叶的姿态是随机的，基本大部分烟叶存在重叠、包裹、堆积的现象，这样在图像采集过程中无法完全将需要剔除的杂物、青霉烟检测出来进行剔除，因此光电除杂目前研究的重点之一是烟叶的摊铺、展平、单层化处理。公开号为CN203120950U的中国专利公开了一种烟叶摊薄及分选系统，由于该摊薄系统主要依靠振槽将烟叶抖散后接皮带机输送，振槽抖动只能将成堆的烟叶拉成一定厚度的烟叶层，无法达到单层化、不重叠的要求，因而只能用于初级剔除。公开号为CN102695429A的中国专利公开了用于从烟草流分离杂质的方法和装置，该方法和装置是将烟叶流在一个风道内通过截面收窄和加速将烟叶加速至20m/s 左右的高速输送速度，在这个气流通道内进行图像采集与异物剔除，原理上分析，此种剔除方法不能高效的将杂物、青霉烟叶剔除，原因有二，第一：烟叶在同一速度下运行，无论将烟叶加速到多少的速度值，烟叶互相之间相对位置是不变的，原本重叠、折叠的烟叶也只是高速运行，并不会被摊开、展平，此时图像采集装置可能由于烟叶之间的重叠不能完全检测到重叠区的杂物与青块、霉斑等，可能由于烟叶自身的折叠状体不能检测到折叠区的杂物与青块、霉斑等。第二：烟叶在一定厚度的风道内运行，由于风场不可控的特性，在图像采集平面上(即理想聚焦面)，杂物、青块、霉斑出现的位置相对理想聚焦面是随机变化的，因此图像采集装置的聚焦、抓拍都会存在一定误差，由于这两种原因，风道内烟叶精选的方法存在一定弊端，达不到高效剔除的效果。

因此，本行业急需一种针对烟叶进行摊铺、展平、单层化的处理工艺技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决现有技术无法摊铺、展平、单层化烟叶从而不能精准剔除非烟杂物和低等级烟叶的状况问题，提供了一种利用气流将烟叶松散后，上升气流正负压转换和旋转筛筒摩擦力的共同作用将烟叶摊铺、展平后单层化稳定输出的方法及设备。实现了对烟叶姿态的稳定控制以达到精准检测的效果。

本实用新型通过如下技术方案来实现：

本装置包括机架、进料皮带机(1)、出料皮带机(7)、气流系统，其特征在于，进料皮带机(1)的末端接入物料分散腔(2)，物料分散腔(2)的底部安装有连接气流系统的空气分配器(3)，物料分散腔(2)的上部连接料气分离风道(4)，料气分离风道(4) 中部装有负压单层化筛筒(5)，料气分离风道(4)上方连通至负压吸风管道(6)，负压单层化筛筒(5)的侧下方于料气分离风道 (4)侧壁开设有出料口，出料皮带机(7)的始端置于出料口下方。

进一步的，所述负压单层化筛筒(5)包括过风旋转筛筒(8)，驱动过风旋转筛筒(8)转动的电机，过风旋转筛筒(8)的一半侧的下方朝向料气分离风道(4)，过风旋转筛筒(8)的另一半侧内固定安装有贯穿过整个风旋转筛筒的月牙形挡风箱(9)，月牙形挡风箱(9)的圆弧面贴近但不接触过风旋转筛筒(8)的内壁，置于月牙形挡风箱(9)位置下方处安装出料皮带机(7)。

进一步的，所述月牙形挡风箱(9)外壁上安装有一个朝向过风旋转筛筒(8)筛面的气刀(10)，所述气刀(10)连接至气流系统；所述出料皮带机(7)为高速皮带机，高速皮带机的输送速度不低于过风旋转筛筒(8)的线速度，高速皮带机上安装有纠偏装置、驱动电机以及放置高度皮带机的机架。

进一步的，所述物料分散腔(2)包括腔体下侧面的物料入口，物料分散腔(2)于物料入口处以下为微正压腔，物料入口以上为负压腔，物料分散腔(2)腔体下部设有气流入口和重质杂物出口，物料分散腔(2)腔体上部开设物料气流混合出口，物料分散腔(2) 的侧壁上开设有观察窗或观察门。

进一步的，所述料气分离风道(4)的口径大小由底部到中部靠近负压单层化筛筒(5)之间的部分从大逐步缩小，呈圆锥型或梯型。

进一步的，高速皮带机的上方安装有风压系统，所述风压系统 (11)产生的风压气流均匀覆盖于高速皮带机上，风压气流方向与高速皮带机的运输方向之间形成一个锐角角度，风压气流的速度与高速皮带机的运输速度相同。

进一步的，所述风压系统(11)还包括在高速皮带机上方安装一个密闭的盖板(12)，风压系统还包括控制进风量的手动调节风门、控制压风的手动调节阀，并于盖板(12)的末端安装调节风压的抽风风机(13)。

本实用新型的工作原理介绍：

一种烟叶摊铺、展平、单层化的装置，包括机架、进料皮带机、出料皮带机、气流系统，其特征在于，进料皮带机的末端接入物料分散腔，物料分散腔的底部安装有连接气流系统的空气分配器，物料分散腔的上部连接料气分离风道，料气分离风道中部装有负压单层化筛筒，料气分离风道上方连通至负压吸风管道，负压单层化筛筒的侧下方于料气分离风道侧壁开设有出料口，出料皮带机的始端置于出料口下方。物料进入物料分散腔后，收到上升气流的作用，原本成堆成捆的物料被分散开并向上随气流方向移动，进入料气分离风道，负压单层化筛筒将漆气进行分离，气流通过筛筒继续向上移动，物料被筛筒拦住，并在筛筒的旋转下随筛筒壁旋转做弧线运动，在此过程中，烟叶物料受到气流风的作用，气流风作用于烟叶的整个面上，气流风方向与烟叶运动方向呈一个随运动随时变换的角度，从而使得烟叶的各个面可以被有效的在气流风作用下展平，达到展平摊开的单层化，单层化后的烟叶从出料口随出料皮带机完成出料，进入下一个加工程序；

所述负压单层化筛筒包括过风旋转筛筒，驱动过风旋转筛筒转动的电机，过风旋转筛筒的一半侧的下方朝向料气分离风道，过风旋转筛筒的另一半侧内固定安装有贯穿过整个风旋转筛筒的月牙形挡风箱，月牙形挡风箱的圆弧面贴近但不接触过风旋转筛筒的内壁，置于月牙形挡风箱位置下方处安装出料皮带机。当烟叶物料随气流风上升接触并吸附在过风旋转筛筒的筒壁上，过风旋转筛筒的旋转方向使得与气流风接触的一半侧相对于上升的气流风向下旋转，即旋转方向与气流方向相对，烟叶物料在气流的冲吹作用下完成展平并贴附在筛筒壁上随筛筒旋转，当旋转至月牙形挡风箱的底部后，由于上升的负压气流风无法进入月牙形挡风箱，使得月牙形挡风箱的下方没有风压。烟叶物料在重力、离心力作用下自动从筛筒壁上脱落，落在出料皮带机上，完成出料；

所述月牙形挡风箱外壁上安装有一个朝向过风旋转筛筒筛面的气刀，所述气刀连接至气流系统；所述出料皮带机为高速皮带机，高速皮带机的输送速度不低于过风旋转筛筒的线速度，高速皮带机上安装有纠偏装置、驱动电机以及放置高度皮带机的机架。气刀能够给内部起清洁、剥离烟叶作用，卡在筛筒孔上的物料则被安装在月牙形挡风箱上的气刀吹落至高速皮带机上，高速皮带机带速大于或等于筛筒出料速度以防止单层化后的烟叶重新叠加；

所述物料分散腔包括腔体下侧面的物料入口，物料分散腔于物料入口处以下为微正压腔，物料入口以上为负压腔，物料分散腔腔体下部设有气流入口和重质杂物出口，物料分散腔腔体上部开设物料气流混合出口，物料分散腔的侧壁上开设有观察窗或观察门。整个腔体以物料料入口为压力分界点，以上为负压逐渐增大区域，以下为正压区域，保证与大气相通的入料口处压力小于或等于大气压力，同时为使悬浮速度比烟叶大的杂物通过分散腔分离排除，保证整个物料分散腔气流速度为可调(3m/s-6m/s)范围内，使得通过物料分散腔的烟叶剔除重质杂物后松散开送入料气分离风道；

所述料气分离风道的口径大小由底部到中部靠近负压单层化筛筒之间的部分从大逐步缩小，呈圆锥型或梯型，以达到所需风速的截面面积。整个料气分离通道压力分布在处于全负压状态下，从下部负压逐渐增大，到达料气分离口处负压最大，在料气分离后上部负压逐渐减小；所述料气分离风道内风速由入口处3m/s-6m/s通过风道截面积变化在料气分离处被加速到18m/s以上，风速的提高使得风作用于烟叶的动压上升保证烟叶顺利贴附在负压单层化筛筒上，实现烟叶与气流顺利分离；

于高速皮带机的上方安装有风压系统，所述风压系统产生的风压气流均匀覆盖于高速皮带机上，风压气流方向与高速皮带机的运输方向之间形成一个锐角角度，风压气流的速度与高速皮带机的运输速度相同。所述风压系统还包括在高速皮带机上方安装一个密闭的盖板，风压系统还包括控制进风量的手动调节风门、控制压风的手动调节阀，并于盖板的末端安装调节风压的抽风风机。风压系统使烟叶在皮带机上姿态始终保持一致，保证整个烟叶输出系统烟叶始终呈现展平、单层化状态到达检测装置处；

综上所述，本实用新型所述烟叶摊铺、展平、单层化的方法主要基于在分散腔内将烟叶充分松散舒展开，松散开的烟叶在料气分离风道内被加速，然后通过负压单层化筛筒的正压、零压转换将重叠、包裹的烟叶展开摊平，交接到高速皮带机，高速皮带机带速大于或等于筛筒出料速度以防止单层化后的烟叶重新叠加；烟叶交接到高速皮带机后通过施加与皮带运行方向呈锐角的等带速压风，使得烟叶贴附在高速皮带带面上并随之输送到需要烟叶检测的环节，这种全方位无死角的将烟叶中的杂物、青块、霉斑暴露在检测装置下的方法，能避免了传统关光电检测中烟叶输送时杂物、青块、霉斑由于烟叶包裹、重叠而不能被检测到的缺陷。

附图说明

图1为一种烟叶摊铺、展平、单层化装置的结构示意图；

图2为负压单层化筛筒结构示意图；

图3为烟叶在负压单层化筛筒内的受力作用图；

图4为折叠烟叶的展平、单层化原理图；

图5为展平后的烟叶抛落原理图；

其中：1—进料皮带机、2—物料分散腔、3—空气分配器、4—料气分离风道、5—压单层化筛筒、6—负压吸风管道、7—出料皮带机、8—过风旋转筛筒、9—月牙形挡风箱、10—气刀、11—风压系统、12—盖板、13—抽风风机、14—重质杂物、15—折叠烟叶、16 —展平烟叶。

具体实施方式

实施例1：如图4、图5所示，本发明涉及的一种烟叶摊铺、展平、单层化的方法，操作过程如下：

烟叶从进料皮带机1带面以的2m/s的速度，该速度可为1- 3m/s，与物料分散腔2水平方向呈20°夹角的方向进入物料分散腔 2；

烟叶在物料分散腔2内经速度5m/s的速度，该速度可在 3m/s-6m/s之间的上升气流将重质杂物14通过下方的杂物出口进行剔除，同时将剩下烟叶进行松散输送至料气分离风道4内。

烟叶在料气分离风道4内由于过风截面收窄，料气混合物被加速至18m/s以上的速度，此时烟叶由于速度加快产生速度差，原本窄而厚的烟叶流将被摊铺成与风道截面相当的薄层烟叶流，同时原本褶皱的烟叶在气流的作用下也会得到舒展，烟叶到达负压单层化筛筒5下部，由于筛筒表面过孔大小为3mm以下，所以烟叶被筛筒挡住，而气流则由筛筒过风孔中穿过，此时烟叶所受力学模型见示意图3、4，重叠或者折叠烟叶15贴近筛筒那一面受到风压作用的竖直向上的风力F1；切线方向摩擦力F2；物料自身重力G；物料撞击筛鼓产生的反弹力C；当筛筒以一定速度旋转时，烟叶贴附在筛筒表面并随之旋转，此时重叠或折叠烟叶15贴附在筛筒那一面受到最大静摩擦力，而折叠或重叠部分由于筛筒过孔被挡住不受风压作用继而被旋转筛筒拉开，重新贴附在有过孔的筛筒表面，由于烟叶是靠风压贴附在筛筒表面的，所以保证旋转的筛筒表面只贴附了单层的展平烟叶16，如图4所示；当筛筒与烟叶转至月牙形挡风箱9 的零压处，作用在烟叶上的风压消失，烟叶在筛筒离心力与自身重力的作用下抛出至与筛筒一定距离、具有与筛筒线速度相当带速的高速皮带机上，过程如图5所示，对于直径小于筛筒过孔的碎小烟叶或卡在筛筒过孔内的烟叶，随筛筒旋转至月牙形挡风箱9内气刀10处，由于一直喷吹压缩空气风刀的作用，碎小烟叶将被喷吹清洁至高速皮带并随之输送到一下环节。

单层化烟叶在高速皮带机带面上运行，由与皮带面呈锐角、速度与带速相同的风压系统11压住，使烟叶在皮带机上姿态始终保持一致，保证整个烟叶输出系统烟叶始终呈现展平、单层化状态到达检测装置处。

实施例2：如图1～图5所示，一种烟叶摊铺、展平、单层化的装置，包括机架、进料皮带机1、出料皮带机7、气流系统，其特征在于，进料皮带机1的末端接入物料分散腔2，物料分散腔2的底部安装有连接气流系统的空气分配器3，物料分散腔2的上部连接料气分离风道4，料气分离风道4中部装有负压单层化筛筒5，料气分离风道4上方连通至负压吸风管道6，负压单层化筛筒5的侧下方于料气分离风道4侧壁开设有出料口，出料皮带机7的始端置于出料口下方。物料进入物料分散腔2后，收到上升气流的作用，原本成堆成捆的物料被分散开并向上随气流方向移动，进入料气分离风道4，负压单层化筛筒5将漆气进行分离，气流通过筛筒继续向上移动，物料被筛筒拦住，并在筛筒的旋转下随筛筒壁旋转做弧线运动，在此过程中，烟叶物料受到气流风的作用，气流风作用于烟叶的整个面上，气流风方向与烟叶运动方向呈一个随运动随时变换的角度，从而使得烟叶的各个面可以被有效的在气流风作用下展平，达到展平摊开的单层化，单层化后的烟叶从出料口随出料皮带机7 完成出料，进入下一个加工程序；

所述负压单层化筛筒5包括过风旋转筛筒8，驱动过风旋转筛筒 8转动的电机，过风旋转筛筒8的一半侧的下方朝向料气分离风道4，过风旋转筛筒8的另一半侧内固定安装有贯穿过整个风旋转筛筒的月牙形挡风箱9，月牙形挡风箱9的圆弧面贴近但不接触过风旋转筛筒8的内壁，置于月牙形挡风箱9位置下方处安装出料皮带机7。当烟叶物料随气流风上升接触并吸附在过风旋转筛筒8的筒壁上，过风旋转筛筒8的旋转方向使得与气流风接触的一半侧相对于上升的气流风向下旋转，即旋转方向与气流方向相对，烟叶物料在气流的冲吹作用下完成展平并贴附在筛筒壁上随筛筒旋转，当旋转至月牙形挡风箱9的底部后，由于上升的负压气流风无法进入月牙形挡风箱9，使得月牙形挡风箱9的下方没有风压。烟叶物料在重力、离心力作用下自动从筛筒壁上脱落，落在出料皮带机7上，完成出料；

所述月牙形挡风箱9外壁上安装有一个朝向过风旋转筛筒8筛面的气刀10，所述气刀10连接至气流系统；所述出料皮带机7为高速皮带机，高速皮带机的输送速度不低于过风旋转筛筒8的线速度，高速皮带机上安装有纠偏装置、驱动电机以及放置高度皮带机的机架。气刀10能够给内部起清洁、剥离烟叶作用，卡在筛筒孔上的物料则被安装在月牙形挡风箱9上的气刀10吹落至高速皮带机上，高速皮带机带速大于或等于筛筒出料速度以防止单层化后的烟叶重新叠加；

所述物料分散腔2包括腔体下侧面的物料入口，物料分散腔2 于物料入口处以下为微正压腔，物料入口以上为负压腔，物料分散腔2腔体下部设有气流入口和重质杂物14出口，物料分散腔2腔体上部开设物料气流混合出口，物料分散腔2的侧壁上开设有观察窗或观察门。整个腔体以物料料入口为压力分界点，以上为负压逐渐增大区域，以下为正压区域，保证与大气相通的入料口处压力小于或等于大气压力，同时为使悬浮速度比烟叶大的杂物通过分散腔分离排除，保证整个物料分散腔2气流速度为可调(3m/s-6m/s)范围内，使得通过物料分散腔2的烟叶剔除重质杂物14后松散开送入料气分离风道4；

所述料气分离风道4的口径大小由底部到中部靠近负压单层化筛筒5之间的部分从大逐步缩小，呈圆锥型或梯型，以达到所需风速的截面面积。整个料气分离通道压力分布在处于全负压状态下，从下部负压逐渐增大，到达料气分离口处负压最大，在料气分离后上部负压逐渐减小；所述料气分离风道4内风速由入口处3m/s- 6m/s通过风道截面积变化在料气分离处被加速到18m/s以上，风速的提高使得风作用于烟叶的动压上升保证烟叶顺利贴附在负压单层化筛筒5上，实现烟叶与气流顺利分离；

于高速皮带机的上方安装有风压系统，所述风压系统11产生的风压气流均匀覆盖于高速皮带机上，风压气流方向与高速皮带机的运输方向之间形成一个锐角角度，风压气流的速度与高速皮带机的运输速度相同。所述风压系统11还包括在高速皮带机上方安装一个密闭的盖板12，风压系统还包括控制进风量的手动调节风门、控制压风的手动调节阀，并于盖板12的末端安装调节风压的抽风风机 13。风压系统使烟叶在皮带机上姿态始终保持一致，保证整个烟叶输出系统烟叶始终呈现展平、单层化状态到达检测装置处。