高效传热烘丝机的制作方法

1.本发明涉及卷烟制造领域，尤其涉及一种高效传热烘丝机。


背景技术：

2.烟丝烘干是卷烟工艺中的一个重要环节，通过利用烘丝机提高烟丝温度、加热加湿及排潮等环节，控制烟丝的含水率。烘丝机是卷烟厂的重要设备，其主要任务为：保证卷烟工艺要求的烟丝含水率，提高烟丝的弹性和填充值，去除杂气。目前常用的烘丝机有薄板式烘丝机和管板式烘丝机。
3.烘丝机采用高温蒸汽作为热源，加热烘丝机的内壁面以及通过内壁的空气。由于蒸汽的冷凝积聚在烘丝机内部，造成烘丝机开机过程时间较长，影响烟丝生产开机时间；此外，高温蒸汽的不合理分布，造成烘丝机薄板内部温度不均匀，烟丝存在过度加热及粘附在壁面等现象，造成烟丝的不合格率上升。烟丝与高温蒸汽之间的换热过程受时间影响较大，加热效率还比较低。


技术实现要素：

4.鉴于上述，本发明旨在提供一种高效传热烘丝机，以解决烘丝机加热效率低、加热时间长和烟丝质量波动大等问题。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.本发明提供了一种高效传热烘丝机，其中包括：
7.第一风机、进料口、输送管道、管道加热段、罐体、第二风机以及出料口，其中，管道加热段包括设于管道底部的蒸汽喷嘴以及与蒸汽喷嘴相连的热泵系统；
8.第一风机驱动从进料口进入输送管道的烟丝，通过管道加热段后进入罐体，并配合第二风机的负压抽吸作用以及物料自重，使烟丝、梗丝及碎屑分离，具有预设含水率的烟丝由罐体的顶部经出料口导出烘丝机；罐体中剩余烟丝以及梗丝与碎屑经罐体的底部出口排出；
9.所述出料口处设有含水率传感器，用于与第二风机的变频器配合，按工艺需求调控烘丝机的工况。
10.在其中至少一种可能的实现方式中，所述热泵系统包括依此连接的第一压缩机、闪蒸水箱、水泵、冷凝器、第二压缩机以及蒸发器，且在第一压缩机与所述蒸汽喷嘴之间的管路一侧连接有质量流量计。
11.在其中至少一种可能的实现方式中，第一压缩机为涡旋压缩机，采用的工质为二氧化碳；第二压缩机为双螺杆压缩机。
12.在其中至少一种可能的实现方式中，在所述冷凝器与所述蒸发器之间连接有节流机构，且在所述闪蒸水箱一侧连接有补水机构。
13.在其中至少一种可能的实现方式中，第一风机为轴流风机，第二为负压离心风机。
14.在其中至少一种可能的实现方式中，所述输送管道采用矩形结构。
15.在其中至少一种可能的实现方式中，由所述蒸汽喷嘴喷出的蒸汽的热力参数包括：温度不低于150℃，压力不低于0.8mpa。
16.在其中至少一种可能的实现方式中，第二风机产生的负压基于预设的烟丝含水率确定。
17.本发明的主要设计构思在于，将待烘干的烟丝进行干燥处理，并利用热泵系统产生的高温蒸汽，提高烟丝温度并调节烟丝的含水率，且在罐体中配合第二风机完成烟丝、梗丝及碎屑杂质分离，产出高质量的烟丝；此外，基于待烘干烟丝质量控制加热系统输入的蒸汽量及蒸汽参数，确保烘干完成的烟丝含水率处于要求范围内。本发明将高温蒸汽加热与烟丝烘干有机结合，改善传热传质效率，极大提升烘丝机用热效率，同时高温蒸汽与烟丝的直接接触，加热过程时间短、效率高，而通过烘丝机出口处烟丝含水率反馈控制，从而能够确保烟丝整体质量。
附图说明
18.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
19.图1为本发明实施例提供的高效传热烘丝机的结构示意图；
20.图2为本发明实施例提供的管道加热段的截面示意图；
21.图3为本发明实施例提供的罐体的工作示意图。
具体实施方式
22.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
23.本发明提出了一种高效传热烘丝机的实施例，具体来说，如图1所示，其中包括：
24.第一风机(图示风机1)、进料口、输送管道、管道加热段、罐体、第二风机(图示风机2)和出料口组成，其中，管道加热段包括设于管道底部的蒸汽喷嘴以及与蒸汽喷嘴相连的热泵系统；
25.第一风机驱动从进料口进入输送管道的烟丝，通过管道加热段后进入罐体，并配合第二风机的抽吸作用以及物料自重，使烟丝、梗丝及碎屑分离，具有预设含水率的烟丝由罐体的顶部经出料口导出烘丝机；罐体中剩余烟丝以及梗丝与碎屑经罐体的底部出口排出；
26.所述出料口处设有含水率传感器，用于与第二风机的变频器配合，按工艺需求调控烘丝机的工况。
27.进一步地，所述热泵系统包括依此连接的第一压缩机(图示压缩机1)、闪蒸水箱、水泵、冷凝器、第二压缩机(图示压缩机2)以及蒸发器，且在第一压缩机与所述蒸汽喷嘴之间的管路一侧连接有质量流量计。
28.基于此，第一压缩机为涡旋压缩机，采用的工质为二氧化碳；第二压缩机为双螺杆压缩机。
29.基于此，所述冷凝器为水冷套管式换热器，所述蒸发器为风冷翅片管式换热器。
30.基于此，在所述冷凝器与所述蒸发器之间连接有节流机构，且在所述闪蒸水箱一侧连接有补水机构。
31.进一步地，第一风机为轴流风机，第二为负压离心风机。
32.进一步地，所述输送管道采用矩形结构。
33.优选地，由所述蒸汽喷嘴喷出的蒸汽的热力参数包括：温度不低于150℃，压力不低于0.8mpa。
34.相应于上述各个实施例，示意性说明如下：
35.待烘干的烟丝进入输送管道后，由风机1将其击散并沿输送管道输送至加热段。具体地，由进料口进入本烘丝机的烟丝，在通过矩形结构的输送管道时，由位于管道一侧的轴流风机(第一风机)驱动，被吹散并均匀分布在输送管道内的各个部位。
36.接着，进入加热段的烟丝由高温蒸汽加热，具体来说，结合图2所示，高温蒸汽由布置在管道加热段下壁面下方的多组喷头喷射进入管道加热段之中，而且具有一定高压的蒸汽能够确保烟丝处于浮动状态(悬浮在管道上、下、左、右壁面中间)，避免堆积集聚在输送管道的壁面上。高温蒸汽为具有一定过热度的蒸汽，在实际操作中，优选的蒸汽热力参数可以是：蒸汽温度不低于150℃，压力不低于0.8mpa。具体的高温蒸汽热力参数调节，则由热泵系统的冷凝器温度以及第一压缩机(图示压缩机1)决定，即，当需要调节烘丝机的加热负荷时，通过调节热泵系统的供热量及压缩机的转速来实现，同时，可以通过位于第一压缩机一侧的质量流量计进行监控。
37.针对于此，具体来说，热泵系统为空气源热泵系统，采用风冷翅片管式蒸发器、涡旋式制冷压缩机、水冷套管式冷凝器及节流结构，采用二氧化碳作为制冷工质。首先由热泵系统产生超过95℃的高温热水，高温热水进入闪蒸水箱产生水蒸气，由第一压缩机压缩后进入加热段的蒸汽喷嘴中。
38.当烘丝机的运行工况发生变化时，通过位于出料口的含水率传感器采集出口烟丝的含水率，通过控制第二风机的变频器调控风机转速，并结合第一压缩机后侧的质量流量计控制蒸汽的流量和热力参数：
39.也即是，当出料口的烟丝含水率需要改变时，由出料口处的含水率传感器控制，通过控制变频器改变风机2的转速，进而调节送入罐体出口处的烟丝含水率。同时，通过计算含水率变化对加热功率的要求，调节压缩机1的转速和热泵系统的运行，由位于压缩机1后方的质量流量计监控，调节进入蒸汽喷嘴的蒸汽热力参数及其流量。而当进入烘丝机的烟丝质量流量发生变化时，同样可以由出料口处的含水率传感器控制，通过计算含水率变化对加热功率的要求，调节压缩机1的转速和热泵系统的运行，由位于压缩机1后方的质量流量计监控，调节进入蒸汽喷嘴的蒸汽热力参数及其流量。
40.接续前文，如图3所示，加热后的烟丝进入罐体中，由于罐体容积相对输送管道增大，在物料重力作用、第一风机的扰动影响，以及罐体的顶部设置的离心风机(第二风机)产生的负压，使得罐体中形成烟丝、梗丝和杂质的分离，符合含水率既定要求的烟丝被从上方抽离并经过出料口输出烘丝机；无法抽吸的烟丝以及被分离的梗丝及杂质则逐渐沉积至罐体底部，由罐体排料口排出。这里需指出的是，第二风机产生的负压由烟丝的含水率决定，即，在设定抽吸力时，满足预设含水率要求的烟丝可以正好被第二风机吸出。
41.综上所述，本发明的主要设计构思在于，将待烘干的烟丝进行干燥处理，并利用热
泵系统产生的高温蒸汽，提高烟丝温度并调节烟丝的含水率，且在罐体中配合第二风机完成烟丝、梗丝及碎屑杂质分离，产出高质量的烟丝；此外，基于待烘干烟丝质量控制加热系统输入的蒸汽量及蒸汽参数，确保烘干完成的烟丝含水率处于要求范围内。本发明将高温蒸汽加热与烟丝烘干有机结合，改善传热传质效率，极大提升烘丝机用热效率，同时高温蒸汽与烟丝的直接接触，加热过程时间短、效率高，而通过烘丝机出口处烟丝含水率反馈控制，从而能够确保烟丝整体质量。
42.本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示单独存在a、同时存在a和b、单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
43.以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。