双介质喷嘴滴漏问题的研究和解决方法

蒙丽娟，高金磊，杨雪松

（红塔（烟草）集团有限责任公司，云南 玉溪 653100）

摘要：为了满足滚筒式叶片回潮机对叶片进行加温加湿及松散回潮的工艺需求，避免双介质喷嘴滴漏的水滴进入滚筒产生质量隐患，从设备工作过程、流体传热方面进行分析后，设计制作双介质喷嘴防滴漏装置，分别加工制作收集疏导、积液外排、缓存观察装置，并完成组装，应用于滚筒式叶片回潮机双介质喷嘴滴漏水滴的收集、疏导与外排，该装置加工方便、设计巧妙，能避免喷嘴滴漏的水滴进入滚筒，并杜绝产品质量隐患，提高产品质量。

关键词：双介质喷嘴；冷凝水；滴漏；外排；质量隐患

0引言

滚筒式回潮/加料机是卷烟企业制丝环节中使用最多的回潮和加料设备，用于叶片处理线实现烟叶的加温加湿、松散回潮处理以及施加料液功能。安装于滚筒物料入口端的双介质喷嘴属于增湿系统的末端执行元件，生产过程中通过双介质喷嘴对物料持续喷射雾状的增湿水和糖料，保证良好的雾化效果及回潮质量。当双介质喷嘴产生滴漏后水滴会滴入滚筒与物料混合形成水渍烟，属于制丝生产线严重质量隐患。针对这一现象，本文设计制作一套防止水滴进入滚筒内部的装置,对双介质喷嘴滴漏的水滴进行及时收集、疏导与外排，避免水滴滴入滚筒，保证产品质量。

1存在的问题

滚筒式叶片回潮机以饱和蒸汽为工作介质，同时作为热源对物料进行加温加湿及松散回潮。生产过程中会有部分冷凝水从喷嘴处滴落，烟草物料与滴落的冷凝水混合后产生水渍烟，造成产品质量缺陷，见图1。同时，当喷嘴出现滴漏后会造成出口物料水分波动大、滚筒筒壁粘附过多物料等问题。

图1 双介质喷嘴滴漏及产生的水渍烟

2原因分析

2.1双介质喷嘴结构及工作原理

滚筒式回潮/加料机使用的双介质喷嘴主要结构如图2所示。

①喷射孔②芯轴③蒸汽入口 ④喷嘴腔 ⑤锁紧螺母 ⑥调节旋钮⑦水/料液入口

图2 双介质喷嘴主体结构示意图

当进入生产阶段后，物料由入料端振动输送机连续不断地送入密闭滚筒内，引射蒸汽通过双介质喷嘴的蒸汽入口③与水/料液入口管路⑦进入的水或料液在喷嘴腔进行混合雾化，在引射蒸汽压力的作用下，进入双介质喷嘴的水或料液被雾化后，通过喷射孔向物料进行喷洒，最终使加湿水/料液呈雾状散射开均匀喷射到物料上。

2.2产生滴漏原因

从双介质喷嘴中蒸汽流体通道方面分析：生产结束后，蒸汽管路中在设备停机后会有蒸汽冷凝水产生，并积留在蒸汽管道和双介质喷嘴腔内。再次开始生产，当设备再次启动后，积留的冷凝水会随蒸汽流动到达双介质喷射孔，从而形成第一种冷凝水滴漏情形。

从进入双介质两种流体的状态方面分析：在生产过程中，引射蒸汽一般采用大于0.4MPa的过热蒸汽，而需要雾化的加湿水采用常温22℃左右的生产用水（需要雾化的料液温度为60℃左右的糖料）。不管雾化加湿水还是雾化料液，两种介质之间存在温度差，故两种介质在混合雾化时存在传热和传质现象，引起蒸汽的焓值降低产生冷凝水，随流体到达双介质喷射孔，从而形成第二种冷凝水滴漏情形。

3解决方案

基于以上原因分析，要同时解决两种冷凝水滴漏情形，需要同时对蒸汽管道和流体状态进行改造和优化，涉及到设备布局和工艺参数同时发生更改，其实施难度较大。因此本文基于工艺要求，为防止冷凝水水滴进入滚筒而设计一种专用装置安装于滚筒内喷嘴下方，对滴落水滴进行及时收集与外排处理。

根据双介质喷嘴喷射管外形结构特点及现场安装方式，设计出双介质喷嘴冷凝水水滴收集疏导装置与积液外排装置，如图3所示。

①收集疏导装置②积液外排装置③双介质喷嘴

图3收集疏导装置与积液外排装置设计与示意图

根据滚筒设备的外形结构，在滚筒设备机架可安装的位置设计安装一个冷凝水收集缓存观察及外排装置，如图4所示。

①腔体 ②软管接头 ③有机玻璃 ④固定孔

图4冷凝水收集缓存观察及外排装置示意图

将冷凝水水滴收集疏导装置、积液外排装置以及收集缓存观察外排装置进行组合使用，形成一套双介质喷嘴防滴漏装置，其工作流程如图5所示。

 

图5 双介质喷嘴防滴漏装置工作流程示意图

当双介质喷嘴发生冷凝水滴漏时，由收集疏导装置进行收集疏导后水滴流入积液外排装置，当水位高于其侧面排出口后，积水被引入滚筒外缓存观察装置进行缓存观察及定时自动排放。

经过分析，针对问题现状将解决方案定为设计制作双介质喷嘴防滴漏装置，分别加工制作与安装收集疏导装置、积液外排装置，缓存观察装置，而后对各部分进行组装、调试应用，并对应用效果进行验证，如图6所示。

图6 双介质喷嘴防滴漏装置现场使用图

4应用效果及结论

双介质喷嘴防滴漏装置安装使用后，经过一段时间的运行及观察，本工序滚筒回潮设备无水渍烟问题发生，同时减少了原料损耗。本文通过对滚筒式叶片回潮机双介质喷嘴滴漏造成水渍烟的原因进行分析，结合双介质喷嘴外形结构特点，成功设计了一种双介质喷嘴防滴漏装置，能及时对滴水进行收集处理，解决了喷嘴滴漏后与物料混合产生水渍烟的实际问题，保证了产品质量

。此装置可以在其它滚筒松散回潮及润叶加料工序进行推广使用。

参考文献

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[2] 丁钺宗.《烟机设备修理工（制丝）专业知识》[M].郑州：河南科学技术出版社,2013.4

[3] 杨彬.《烟机设备修理技师培训教材-专业基础知识》[M].2006.2