烟支加速装置及残次烟支的回收处理装置的制作方法

本发明涉及一种烟支加速装置、残次烟支的回收处理装置，属卷烟包装技术领域，适用于残次烟支的回收处理，具体可完成84mm一般规格及阿诗玛、玉溪(庄园)、细支烟等规格牌号残次烟支的回收分选。

背景技术：

在烟草行业，卷烟厂在加工过程中产生的不合格烟支称为残次烟支，残次烟支每天都在产生且数量不小，烟支由烟丝、卷烟纸、水松纸及滤嘴棒组成，所述烟支需回收加工，回收烟丝按微量比例掺入其它烟丝使用。目前国内各卷烟工厂对不合格烟支的处理方法主要有手工处理和设备处理，具体有以下几种：

(1)手工划烟式：通过一个较小的带勾模型人为将残次烟支从侧面划开后进行分选，该处理方式效率低、费工、费时，划烟支时也会导致烟丝造碎,烟丝内易掺入碎纸屑，操作人员直接接触烟丝对卷烟产品质量安全卫生控制也十分不利。

(2)气吹式：利用压缩空气，从残次烟支滤嘴端将烟丝吹出。该方法对烟支的整齐度要求很高，需要人工将残次烟支按滤嘴端顺序装齐后再吹出烟丝，处理效率很低，且咀棒中含有的降焦物质(如活性炭)易被压缩气吹进烟丝，烟丝水分变化较大，严重影响烟丝的品质。

(3)蒸汽弹打式：残次烟支先用蒸汽蒸湿，使烟丝和卷烟纸软化，然后进入弹打筒，筒内转子转动，在转子上安装的胶棒弹打残次烟支，使烟丝和烟支辅料分离。该技术烟丝造碎大且含碎纸屑多，处理后的烟丝只能降级使用。

(4)滚压式：先将残次烟支通过振动输送机整理成纵向，然后进入输送带或转动托辊，在输送带或转动托辊上部的开条刀将烟丝纵向压切一道痕或部分压开一条缝，然后进入弹打机构，使卷烟纸裂开，烟丝出来。由于残次烟支从振动输送机至输送带或转动托辊时已有滚动变位，进入开条时很难准确从烟支中开条，一般刀片与刀片间隔5mm，所以对8mm直径的烟支而言，有时一支烟开两刀，有时斜向打开多个刀缝。由于输送带(或转动托辊)与开条刀辊是反向同步或略有速度差，所以造成开条时是压切，因此弹打筛分后烟丝中含碎纸屑较多且分离出的烟支 辅料中也含有烟丝，造成不必要的浪费。

(5)激光式：离心旋转方式自动整理排列烟支这一独特的专利技术，采用光刀划破废烟烟纸后，经柔性扒烟装置预张开破后烟支，更便于纸、丝筛分分离。回收烟丝品质不变、回收效率高、烟丝无损。实现了废烟支烟丝在线的同级回收。该设备价值高、设备体积相对大，不宜放置在有温湿度保证的卷包车间，激光器运行成本高，需要有火花探测及消防装置，有安全隐患。

上述工序中，对残次烟支的处理方式都存在诸多不足之处。在卷烟机械高速发展的今天，产生的残次烟支数量巨大，靠手工处理和气吹的方式已经远远不能满足需求。而蒸汽弹打和滚压的方法虽然实现了大批量处理回收，但烟丝造碎大且含碎纸屑较多，回收烟丝的品质降低，只能降级使用。

面对国家局提出的“单箱耗原料＜35kg”的对标指标，卷烟工厂面临不小的降耗压力，卷烟工厂都在努力从各个环节充分挖掘降低原料消耗的方案和措施。卷包环节产生的不合格烟支的回收利用率的高低，对单箱耗原料指标有直接关系；不合格烟支回收处理工艺的不同，也会影响回收烟丝回掺后对产品内在品质的影响。

综上所述，如果要在残次烟支的回收处理过程中实现烟丝和卷烟纸、咀棒等辅料的完全分离，减少烟丝造碎，靠弹打、滚压等低速高振动的处理方式永远不可能达到。减少回收烟丝中的碎纸屑等异物还是要通过刀片高速线切割，而以最少的振动实现烟丝和卷烟纸、咀棒等辅料的完全分离是减少烟丝造碎的最好方式。秉承这一思路，研究和设计一种残次烟支的回收处理装置是十分必要的。

技术实现要素：

针对上述现有技术问题，本发明的目的是克服现有技术的一个或多个不足，提供一种烟支加速装置及残次烟支的回收处理装置，其可有效解决残次烟支回收处理过程中烟丝造碎大，回收烟丝中掺杂较多碎纸屑、咀棒丝束等异物，烟丝结构被破坏，品质降低等。同时设备方面可解决设备结构复杂、能耗大，占地面积大，维护成本高等问题。最终可实现烟丝和卷烟纸、咀棒等辅料的完全分离，提高回收效率，极大提升残次烟支的回收效率和回收烟丝的品质。

解决本发明残次烟支的回收处理装置技术方案是：

一种烟支加速装置，其特征在于，烟支加速装置12包括烟支加速装置主体28、烟支加速装置底座35、压缩空气入口25、压缩空气腔26、烟支加速通道27， 具体地：

烟支加速装置主体28安装在烟支加速装置底座35上，烟支加速装置主体28两端为开放设置，烟支加速装置主体28中央设有烟支加速通道27，烟支加速通道27为管形空腔并贯穿烟支加速装置主体；

压缩空气入口25开设在烟支加速装置主体上，烟支加速装置主体内开有压缩空气腔，压缩空气入口25连通压缩空气腔26；

压缩空气腔与烟支加速通道之间通过斜向通道连接，压缩气从压缩空气入口25进入压缩空气腔26，斜向通道的压缩气的流动方向与烟支加速通道中的烟支加速方向相应。

进一步地，烟支加速装置主体28两端分别连接与烟支加速通道同轴的烟支吸入管道11、烟支出口管道15，烟支吸入管道11连接烟支加速通道的入口而形成负压，烟支被拨入烟支吸入管道11，进入烟支吸入管道11的烟支被烟支加速装置12加速，烟支在管道内被加速后随着高速气流从烟支出口管道15飞出。

进一步地，烟支加速装置12由烟支加速装置盖24和烟支加速装置主体28通过螺纹联接构成；烟支加速装置主体为圆柱形结构。

进一步地，所述斜向通道为径向均匀分布多个斜向通道，斜向通道连接压缩空气腔26的一端截面直径大于斜向通道连接烟支加速管路端的截面直径。

进一步地，所述斜向通道为6个，压缩气从压缩空气入口25进入压缩空气腔26后，进入在径向均匀分布6个通入烟支加速管路的斜向通道，斜向通道连接压缩空气腔26的一端截面直径为4mm，连接烟支加速管路端的截面直径为1mm，斜向通道与管路轴向的夹角为15°。

进一步地，压缩空气腔为环形腔，斜向通道在径向与压缩空气腔连通，连接压缩空气腔的斜向通道端面的圆心距离烟支加速通道的轴线为13mm。

进一步地，烟支吸入管道11和烟支出口管道15外径为12mm、内径为9mm，所用材料为铜管，铜管外壁与烟支加速装置12采用过盈配合。

一种残次烟支的回收处理装置，其特征在于，包括所述的一种烟支加速装置，残次烟支的回收处理装置还包括下烟机构10、划烟机构，下烟机构10将烟支拨入烟支吸入管道11，划烟机构将从烟支出口管道飞出的烟支划开。

进一步地，下烟机构10包括电机1、储烟料斗6、下烟槽4、下搅动块7、搓烟棍5、下烟机构10、拨烟轮2、支架8，下烟机构10固定在支架上，烟支9不 分滤嘴端正反顺序加入储烟料斗6，储烟料斗出口连通下烟槽4，下烟槽4与储烟料斗出口连接的位置设有一对搓烟辊5，搅动块7配合设置在储烟料斗的出口位置对烟支进行推送，烟支在搓烟棍5和搅动块7的作用下落入烟支吸入口3，搅动块电机偏心轮18通过连杆23带动搅动块连接组件19作小幅往复摆动，搅动块连接组件19连接搅动块7，搅动块7随着搅动块连接组件19作小幅往复转动，搓烟辊电机偏心轮21通过连杆23带动搓烟辊偏心带轮20作小幅往复转动，搓烟辊5与搓烟辊偏心带轮20通过齿形传动带22连接，从而使搓烟辊5实现小幅往复转动，在搅动块7和搓烟辊5的往复运动作用下实现储烟料斗6中的烟支顺畅落料，拨烟轮2由电机1驱动，拨烟轮设置在下烟槽4出口下将烟支拨入烟支吸入管道。

进一步地，划烟机构包括烟支导向轮29、划烟刀片13，烟支导向轮29和划烟刀片13平行设置，二者之间的间隙供烟支穿过，划烟刀片13由刀片旋转组件14固定，从烟支出口管道15高速飞出的烟支在烟支导向轮29和划烟刀片13的作用下将卷烟纸或水松纸沿烟支运动方向划开，烟支导向轮29和刀片旋转组件14由电机皮带轮33通过皮带驱动，实现烟支导向轮29和划烟刀片13的高速旋转；划烟刀片13的切割平面与烟支出口管道15的轴线重合。

进一步地，烟支导向轮设有环形槽作为导烟槽30使用，划烟刀片配置有阻尼轮。

进一步地，被划开的烟支经过弧形的导向弯头16后落入振动筛分装置17，落入振动筛分装置17的烟支经过分选后可将烟丝和烟支辅料完全分离。

本发明的烟支加速装置(12)工作原理是：“高速气流管道”是该设计的思想和灵魂，也是该装置的核心部件，在气流管道中不允许有任何阻挡烟支运动的构件存在。根据流体动力学中伯努利方程式，流体在管道中任一截面的能量是：位压头+速度头+静压头＝常数。本发明研究的流体介质是气体，因此我们忽略了管道的摩擦阻力和位压头，公式简化为：静压头+速度头＝常数。从式中我们可以看到当速度头增加时静压头会下降，根据这一原理设计的烟支加速装置12通入压缩空气后能够在烟支入口端产生真空，拨烟轮拨入的烟支在负压环境下进入烟支吸入管道11并被加速，最后随高速气流从烟支出口管道15端喷出，从而形成高速直线运动的烟支，为本发明装置的成功烟支奠定了充分的基础。

本发明适用于残次烟支的回收处理，该装置的处理能力目前达到500支/分钟，且仅为一个处理单元，即一个烟支吸入管道11，如果扩展成X个烟支吸入管 道11，则整机处理能力将达到500X支/分钟。该项目设计成型后，可将残次烟支不分滤嘴端正反顺序直接加入放入储烟料斗6，极大提升了残次烟支处理效率，避免了以往需将残次烟支分正反理顺才能放入设备的制约条件。同时，本发明装置提高了残次烟支回收处理的及时性，保证了烟丝的水分、香气等不损失。该装置可直接安装在卷烟机附近，保证相同的温湿度，实现了以卷烟机为单元的残次烟支烟丝回收和同批次及时回掺。

本发明具有结构简单、安装拆卸方便，制造、维护成本低，理论方法可靠，占地面积小，能耗低，残次烟支的回收处理十分顺畅，残次烟支回收处理过程中烟丝造碎小，回收烟丝中基本没有碎纸屑、咀棒丝束等异物，最大程度保留烟丝结构，回收品质高等。使用起来便捷高效，可广泛应用于我国烟草加工业的卷烟包装领域。

附图说明

图1是本发明回收处理装置的下料机构(落料和烟支拨入部分)的一个实施例的示意图；

图2是本发明回收处理装置的从落料至切割部分的一个实施例的主视图；

图3是本发明回收处理装置的振动筛分部分的一个实施例的主视图；

图4是本发明回收处理装置的搅动块、搓烟辊部分的一个实施例的示意图；

图5是本发明的烟支加速装置的一个实施例的剖面示意图；

图6是图5的A-A方向视图；

图7是本发明的烟支加速装置的一个实施例的立体结构示意图；

图8是本发明回收处理装置的一个实施例的切割部分的主要零件三维视图；

图9是本发明回收处理装置的一个实施例的烟支加速及切割部分的爆炸图；

图10是本发明回收处理装置的一个实施例的烟支加速及切割部分的装配后图；

图11是本发明回收处理装置的一个实施例的烟支加速和切割部分的俯视示意图；图中：电机1，拨烟轮2，烟支吸入口3，下烟槽4，搓烟辊5，储烟料斗6，搅动块7，支架8，残次烟支9，下烟机构10，烟支吸入管道11，烟支加速装置12，划烟刀片13，刀片旋转组件14，烟支出口管道15，导向弯头16，振动筛分装置17，搅动块电机偏心轮18，搅动块连接组件19，搓烟辊偏心带轮20，搓烟辊电机偏心轮21，齿形传动带22，连杆23，烟支加速装置盖24，压缩空气入口25，压缩空气腔 26，烟支加速通道27，烟支加速装置主体28，烟支导向轮29，导烟槽30，上压刀板31，下压刀板32，电机皮带轮33，皮带34，烟支加速装置底座35，刀片驱动电机36，刀片驱动电机底座37。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：如图所示，本发明的装置用于回收分选残次烟支，包括储烟料斗6、下烟机构10、拨烟轮2、支架8、烟支吸入管道11、烟支加速装置12、划烟刀片13、刀片旋转组件14、烟支出口管道15、导向弯头16、振动筛分装置17等组成，将残次烟支(不分倒顺)放入储烟料斗6，烟支在搅动块7及搓烟棍5的搅动作用下进入下烟槽4，烟支在拨烟轮2的作用下被一支支拨入烟支吸入管道11，进入烟支吸入管道11的烟支被烟支加速装置12加速后随着气流从烟支出口管道15高速飞出，在烟支导向轮29和划烟刀片13的作用下将高速运行的烟支烟刀片的切线方向划开，被划开的烟支经过导向弯头16后落入振动筛分装置17，落入振动筛分装置17的烟支经过分选后可将烟丝和烟支辅料完全分离。储烟料斗内的烟支可不分滤嘴端的正反顺序加入，搅动块电机偏心轮8通过连杆23带动搅动块连接组件19作小幅往复摆动，搅动块7随着搅动块连接组件19作小幅往复转动，搓烟辊电机偏心轮21通过连杆23带动搓烟辊偏心带轮20作小幅往复转动，搓烟辊5与搓烟辊偏心带轮20通过齿形传动带22连接，从而使搓烟辊5实现小幅往复转动，在搅动块7和搓烟辊5的往复运动作用下实现储烟料斗6中的烟支顺畅落料。在搅动块电机偏心轮18和连杆23的作用下，搅动块连接组件19的摆动角度为30°，故搅动块7的往复转动角度也为30°；在搓烟辊电机偏心轮21和连杆23作用下，搓烟辊偏心带轮20的摆动角度为45°，故搓烟辊5的往复转动角度也为45°。残次烟支从下烟槽4落到底部后在拨烟轮2的作用下被一支支拨入烟支吸入管道11，负压管道的直径比烟支直径大20％为最优，拨烟轮2由电机1驱动，电机1转速可调，从而实现拨烟轮2的转速可调，目前拨烟轮2转速可在0～250r/min之间调节。残次烟支在拨烟轮2的作用下被一支支拨入烟支吸入管道11，进入烟支吸入管道11的烟支被烟支加速装置12加速，烟支加速装置12由烟支加速装置盖24和烟支加速装置主体28通过螺纹联接构成，压缩气从压缩空气入口25进入压缩空气腔26，然后从烟支出口管道15吹出，从而在烟支吸入管道11内形成负压，烟支在管道内被加速后随着高速气流从烟支出口管道15飞出。压 缩气从压缩空气入口25进入压缩空气腔26后，在径向均匀分布6个通入烟支加速管路的斜向通道，通道连接压缩空气腔26的一端截面直径为4mm，连接烟支加速管路端的截面直径为1mm，斜向通道与管路轴向的夹角为15°，压缩空气压力为0.2Mpa，形成的负压真空度在0.5～0.7bar之间。烟支吸入管道11和烟支出口管道15外径为12mm，内径为9mm，所用材料为铜管，铜管外壁与烟支加速装置12采用过盈配合，过盈量为零，烟支加速装置12的烟支通道台阶孔处使用O型密封圈，增加负压空间的密封性。

图1是本发明回收处理装置的左侧示意图，烟支不分滤嘴端正反顺序加入储烟料斗6，在搓烟辊5和搅动块7的作用下落入烟支吸入口3，所有部件均固定在支架8上。

残次烟支从烟支吸入口3至切割部分的主视图如图2所示，在烟支加速装置12的作用下，残次烟支从烟支吸入口3进入烟支吸入管道11，经过加速后残次烟支在刀片旋转组件14的作用下被划开，完成残次烟支处理的核心流程。

振动筛分装置17主要为了实现烟丝和卷烟纸、滤嘴棒等辅料的分离，导向弯头16采用弧形设计是为了减少烟丝造碎，如图3述。

设计搅动块连接组件19和搓烟辊偏心带轮20，安装于支架8的背面，用于辅助残次烟支顺利落料。

搅动块7通过搅动块连接组件19和搓烟辊偏心带轮20驱动，搓烟辊5在搓烟辊偏心带轮20，搓烟辊电机偏心轮21，齿形传动带22和连杆23的驱动下作往复运动，如图4述。

本发明的核心部分是烟支加速装置12，其结构如图5述，主要由烟支加速装置盖24，压缩空气入口25，压缩空气腔26，烟支加速通道27，烟支加速装置主体28构成。

压缩空气腔26与烟支加速通道27的连接通道是由6条在圆周方向均匀分布的圆形通道连接，连接压缩空气腔26的圆形通道内径较大，而连接烟支加速通道27的圆形通道内径较小，这一设计都是为了实现烟支的瞬间加速。

压缩空气腔26与烟支加速通道27的连接通道与烟支加速通道27轴线的夹角为15°，能够实现烟支快速平稳加速，其三维空间布局如图6述。

烟支切割部分主要由划烟刀片13，烟支导向轮29，导烟槽30，上压刀板31，下压刀板32，电机皮带轮33构成，如图7述。上压刀板31和下压刀板32配 合压紧划烟刀片的设计能够增加刀片切割烟支时的稳定性，消除小幅振动，实现更加精密的切割。

烟支加速装置12的轴线与划烟刀片的切割线在同一平面上，与此同时，刀片切割的最大压缩点与划烟刀片中心的连接垂直于烟支加速装置12的轴线，保证将烟支完全划开的前提下最大程度减少烟丝造碎，如图8、图9述。

电机皮带轮33和刀片旋转组件14均固定在刀片驱动电机底座37上，如图10述，划烟刀片13和烟支导向轮29的中心点连接线与烟支加速通道中心线垂直。

本发明适用于残次烟支的回收处理，通过应用压缩空气产生负压使残次烟支加速，继而采用划烟刀片13和烟支导向轮29配合切割的方法，最终实现残次烟支的顺畅回收处理，残次烟支回收处理过程中烟丝造碎小，回收烟丝中基本没有碎纸屑、咀棒丝束等异物，最大程度保留烟丝结构，回收品质高。

实施例1：参见图1和图4，支架8采用不锈钢板设计，下烟槽4的宽度为7.8mm，略大于烟支直径，保证下料顺畅。搓烟辊5和搅动块7分别由支架8背面的连杆机构和皮带驱动，搅动块电机偏心轮18通过连杆23带动搅动块连接组件19作小幅往复摆动，搅动块7随着搅动块连接组件19作小幅往复转动，搓烟辊电机偏心轮21通过连杆23带动搓烟辊偏心带轮20作小幅往复转动，搓烟辊5与搓烟辊偏心带轮20通过齿形传动带22连接，从而使搓烟辊5实现小幅往复转动，在搅动块7和搓烟辊5的往复运动作用下实现储烟料斗6中的烟支顺畅落料。在搅动块电机偏心轮18和连杆23的作用下，搅动块连接组件19的摆动角度为30°，故搅动块7的往复转动角度也为30°；在搓烟辊电机偏心轮21和连杆23作用下，搓烟辊偏心带轮20的摆动角度为45°，故搓烟辊5的往复转动角度也为45°。

参见图2，拨烟轮的转动方向和烟支运动方向一致，拨烟轮2由电机1驱动，电机1转速可调，从而实现拨烟轮2的转速可调，目前拨烟轮2转速可在0～250r/min之间进行调节。烟支吸入管道11、烟支加速通道27、烟支出口管道15的内径都比烟支直径大约20％。

参见图5、6，烟支加速装置12是本发明的核心部件，安装在烟支加速装置底座35上。烟支加速装置12由烟支加速装置盖24和烟支加速装置主体28通过螺纹联接构成，压缩气从压缩空气入口25进入压缩空气腔26，然后从烟支出口管道15吹出，从而在烟支吸入管道11内形成负压，烟支在管道内被加速后随着高速气流从烟支出口管道15飞出。压缩气从压缩空气入口25进入压缩空气腔26后，在 径向均匀分布6个通入烟支加速管路的斜向通道，通道连接压缩空气腔26的一端截面直径为4mm，连接烟支加速管路端的截面直径为1mm，斜向通道与管路轴向的夹角为15°，压缩空气压力为0.2Mpa，形成的负压真空度在0.5～0.7bar之间，连接压缩空气腔26的斜向通道端面圆心距离烟支加速通道27的轴线13mm。烟支吸入管道11和烟支出口管道15外径为12mm，内径为9mm，所用材料为铜管，铜管外壁与烟支加速装置12采用过盈配合，过盈量为零，烟支加速装置12的烟支通道台阶孔处使用O型密封圈，增加负压空间的密封性。

参见图7，烟支加速装置12通入压缩空气后能够在烟支入口端产生真空，拨烟轮拨入的烟支在负压环境下进入烟支吸入管道11并被加速，最后随高速气流从烟支出口管道15端喷出，从而形成高速直线运动的烟支。

参见图10和图11，从烟支出口管道15高速飞出的烟支在烟支导向轮29和划烟刀片13的作用下将卷烟纸和水松纸沿烟支运动方向划开，划烟刀片13由刀片旋转组件14固定，烟支导向轮29和刀片旋转组件14由电机皮带轮33通过皮带驱动，实现烟支导向轮29和划烟刀片13的高速旋转。划烟刀片的转速为8000rpm,转动方向与烟支运动方向一致，并配转速比刀片转速低30％的阻尼轮，转动方向同样与烟支运动方向一致，导烟槽30与划烟刀片13配合划烟时压缩量为0.8mm，保证将烟支完全划开的前提下最大程度减少烟丝造碎。划烟刀片13的外径为60mm,厚度为0.25mm。刀片轴长为36mm，轴端采用M8的螺钉配合锁紧。上压刀板31与下压刀板32的配合端直径为19mm，最大外径均为40mm。

参见图3，划烟刀片13的切割平面与烟支出口管道15的轴线重合，被划开的烟支经过导向弯头16后落入振动筛分装置17，由于被划开的烟支运行速度很高，直接碰撞将增加烟丝造碎，导向弯头16的圆弧形设计起到了较好的缓冲作用，减少了烟丝造碎，导向弯头16的圆弧半径为600mm，落入振动筛分装置17的残次烟支经过分选后，可直接将烟丝和烟支辅料分离，且烟丝中不会掺杂碎纸屑、滤嘴丝束等杂质。

本发明由于引入了负压加速的思想，极大提升了残次烟支处理效率，避免了以往需将残次烟支分正反理顺才能放入设备的制约条件。同时，本发明装置提高了残次烟支回收处理的及时性，保证了烟丝的水分、香气等不损失。该装置可直接安装在卷烟机附近，保证相同的温湿度，实现了以卷烟机为单元的残次烟支烟丝回收和同批次及时回掺。

本发明用于处理残次烟支，具有结构简单、安装拆卸方便，制造、维护成本低，理论方法可靠，占地面积小，能耗低，残次烟支的回收处理十分顺畅，残次烟支回收处理过程中烟丝造碎小，回收烟丝中基本没有碎纸屑、咀棒丝束等异物，最大程度保留烟丝结构，回收品质高等。使用起来便捷高效，可广泛应用于我国烟草加工业的卷烟包装领域。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换而不脱离方案的精神，其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。