本發明涉及煙草加工設備,尤其涉及一種膨脹設備。
背景技術:
1、卷煙制絲工藝過程中,將葉片和煙梗制作成葉絲或梗絲,對于葉絲和梗絲膨脹是關鍵工藝環節,用于提升葉絲和梗絲膨脹效果,同時達到改善煙絲品質、物理形狀的目的。目前普遍使用ht(隧道式回潮機)、sirox(增溫增濕機)、文丘里式蒸汽膨脹管、hdt(熱畸變)熱風干燥膨脹管道四種形式。
2、其中,ht結構中,底部設有蒸汽噴射的振槽,煙絲在振槽水平輸送過程中,與底部噴出的蒸汽充分接觸,實現煙絲膨脹,該設備煙絲和蒸汽換熱比較充分,蒸汽利用效率較高,膨脹效果較好,但是容易粘附煙絲而形成水漬煙,水漬煙對煙絲質量有較明顯質量風險,同時設備清潔難度大。sirox設備的結構為上部有氣鎖的一個垂直通道,內部有水平旋轉的可噴射蒸汽的耙釘輥,煙絲從上部氣鎖進入后,下落過程中被耙釘輥適當阻擋,在與耙釘上噴射的蒸汽接觸混合,加熱膨脹后從下部出口下落,優點是產生水漬很少,但是缺點是煙絲和蒸汽接觸有一定隨機性,煙絲和蒸汽換熱不充分,膨脹效果較低,且設備制造有較高難度,價格也較高,另外,煙絲從旋轉的氣鎖下落中容易被夾,產生結果,影響煙絲使用效果。文丘里式蒸汽膨脹管是蒸汽從拉法爾噴嘴水平噴出,和經過氣鎖下落煙絲接觸,蒸汽夾帶煙絲經過文丘里式蒸汽膨脹管,在和蒸汽進行充分進行熱交換過程中膨脹,并由文丘里管產生的負壓管促進膨脹效果,但是煙絲、梗絲造碎較大,且從蒸汽中收集煙絲、梗絲需要體積較大落料罩,產生水漬煙也較多。hdt熱風干燥膨脹管道需要配套專用的燃燒爐產生溫度高達160℃以上熱風,在膨脹煙絲和梗絲同時進行干燥,hdt設備結構復雜,且設備成本和運行成本高。
3、因此,亟需一種膨脹設備,用于降低設備成本,同時使煙絲和梗絲與蒸汽充分接觸,提升換熱程度,保證煙絲的膨脹性能。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種膨脹設備,用于煙葉絲和煙梗絲與蒸汽充分接觸,提升換熱程度,保證煙絲的膨脹性能,同時降低設備成本。
2、為達此目的,本發明采用以下技術方案:
3、一種膨脹設備,用于絲狀物的膨脹,包括:
4、主體,具有供絲狀物依次通過的第一腔和第二腔;
5、第一隔離體,呈螺旋狀延伸并設置于所述第一腔,所述第一隔離體與所述第一腔的腔室內壁連接,所述第一隔離體與所述第一腔的腔室內壁之間形成第一通道,所述第一通道內通入膨脹蒸汽,進入所述第一腔內的絲狀物部分流經所述第一通道并與膨脹蒸汽混合,所述第一通道能降低進入所述第一腔內的絲狀物的速度;
6、第二隔離體,呈螺旋狀延伸并設置于所述第二腔,所述第二隔離體與所述第二腔的腔室內壁連接,所述第二隔離體與所述第二腔的腔室內壁之間形成第二通道,所述第二通道用于對通過所述第二腔的絲狀物提升速度,并在所述第二腔內形成負壓。
7、作為一種膨脹設備的可選方案,所述主體上具有進料口,所述進料口開設于所述第一腔遠離所述第二腔的一側,所述絲狀物由所述進料口進入所述第一腔,所述主體外相對于所述進料口設有預熱管,所述預熱管用于輸送預熱蒸汽使預熱蒸汽與絲狀物混合并將絲狀物吹入所述進料口。
8、作為一種膨脹設備的可選方案,所述預熱管相對于所述進料口的一端呈逐漸擴徑的錐形,所述預熱管噴射的預熱蒸汽覆蓋所述進料口。
9、作為一種膨脹設備的可選方案,所述膨脹設備還包括料斗,所述料斗具有錐形的容納腔,所述預熱管至少部分置于所述容納腔,絲狀物被送入所述容納腔,下落并集中于所述預熱管的出口,所述預熱管與料斗的出口相對,以使預熱蒸汽將置于所述容納腔內的絲狀物通過所述料斗的出口吹入所述進料口。
10、作為一種膨脹設備的可選方案,所述主體內設有廢氣通道,所述廢氣通道與所述第一腔連通,所述廢氣通道位于所述進料口與所述第一隔離體之間,所述料斗的出口比所述廢氣通道的開口更接近于所述第一隔離體。
11、作為一種膨脹設備的可選方案,所述第一隔離體通過固定件與所述第一腔的腔室內壁連接,所述固定件沿著所述第一隔離體的螺旋線方向間隔設有多個,所述固定件的外表面光滑。
12、作為一種膨脹設備的可選方案,所述主體的內部設有供所述膨脹蒸汽通過的管道和朝向所述第一通道的噴嘴,所述膨脹蒸汽通過所述管道由所述噴嘴噴射進入所述第一通道內。
13、作為一種膨脹設備的可選方案,所述管道和所述噴嘴沿著所述第一隔離體螺旋線方向間隔多個。
14、作為一種膨脹設備的可選方案,所述管道的局部內壁朝內凹設形成集液槽,用于容納冷凝水,所述集液槽與排水管連通,所述排水管設于所述主體內,且用于將所述冷凝水通過所述排水管排出至所述主體外部。
15、作為一種膨脹設備的可選方案,所述第一隔離體為具有提升流動阻力的反向流動的特斯拉閥結構,所述第二隔離體為具有降低流動阻力的正向流動的特斯拉閥結構。
16、本發明的有益效果:
17、主體為管狀件,具有光滑內壁,用于減少內壁對煙葉絲和煙梗絲的刮擦作用;對于主體的內腔分為位于上部分的第一腔和位于下部分的第二腔,第一腔和第二腔位于軸線中部或者靠近中部的隔離界線分隔。第一隔離體設于第一腔,螺旋狀形似彈簧,旋狀延伸結構顯著增加了流體路徑的長度和復雜性。第二隔離體設于第二腔,螺旋狀形似彈簧,旋狀延伸結構對通過第二腔的煙葉絲和煙梗絲提升速度,從而使第二腔內產生負壓。當煙葉絲和煙梗絲進入第一腔時,一部分會被引導至第一通道,即第一隔離體與腔室內壁之間的環形空間。該第一通道的橫截面積需要確保膨脹蒸汽注入后能形成均勻的湍流場,從而增強煙葉絲和煙梗絲與蒸汽的接觸效率。在本膨脹設備中,煙葉絲和煙梗絲在第一腔內通過時,速度被迫降低,有效提升煙葉絲和煙梗絲和蒸汽的熱交換效果,以及熱交換的均勻性,提升蒸汽的利用率,降低蒸汽損耗。當流體經過第二腔時,流速增加而靜壓下降,第二隔離體的螺旋形態進一步強化了這一過程,因為螺旋路徑可引導流體做加速運動,同時避免突然的截面變化導致能量損失。煙葉絲和煙梗絲進入第二腔時,第二通道的正向特斯拉閥減少了流動分離和湍流耗散,使絲狀物在離心力作用下持續加速。同時,高速流動在腔室中心區域形成低壓區(即負壓),該負壓可用于抽吸殘留蒸汽或引導絲狀物有序排出,從而使煙葉絲和煙梗絲不會粘附在主體的內壁上,從而避免形成水漬煙。進一步地,本膨脹設備相比于現有技術提供的設備,僅通過主體、第一隔離體和第二隔離體實現對煙葉絲和煙梗絲的高效膨脹,成本低,且不存在運動部件,可靠性更高,故障發生率低。
1.一種膨脹設備,用于絲狀物的膨脹,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的膨脹設備,其特征在于,所述主體(1)上具有進料口(13),所述進料口(13)開設于所述第一腔(11)遠離所述第二腔(12)的一側,所述絲狀物由所述進料口(13)進入所述第一腔(11),所述主體(1)外相對于所述進料口(13)設有預熱管(14),所述預熱管(14)用于輸送預熱蒸汽使預熱蒸汽與絲狀物混合并將絲狀物吹入所述進料口(13)。
3.根據權利要求2所述的膨脹設備,其特征在于,所述預熱管(14)相對于所述進料口(13)的一端呈逐漸擴徑的錐形,所述預熱管(14)噴射的預熱蒸汽覆蓋所述進料口(13)。
4.根據權利要求2所述的膨脹設備,其特征在于,所述膨脹設備還包括料斗(3),所述料斗(3)具有錐形的容納腔(31),所述預熱管(14)至少部分置于所述容納腔(31),絲狀物被送入所述容納腔(31),下落并集中于所述預熱管(14)的出口,所述預熱管(14)與所述料斗(3)的出口相對,以使預熱蒸汽將置于所述容納腔(31)內的絲狀物通過所述料斗(3)的出口吹入所述進料口(13)。
5.根據權利要求4所述的膨脹設備,其特征在于,所述主體(1)內設有廢氣通道(15),所述廢氣通道(15)與所述第一腔(11)連通,所述廢氣通道(15)位于所述進料口(13)與所述第一隔離體(21)之間,所述料斗(3)的出口比所述廢氣通道(15)的開口更接近于所述第一隔離體(21)。
6.根據權利要求1所述的膨脹設備,其特征在于,所述第一隔離體(21)通過固定件(4)與所述第一腔(11)的腔室內壁連接,所述固定件(4)沿著所述第一隔離體(21)的螺旋線方向間隔設有多個,所述固定件(4)的外表面光滑。
7.根據權利要求1所述的膨脹設備,其特征在于,所述主體(1)的內部設有供所述膨脹蒸汽通過的管道(16)和朝向所述第一通道(211)的噴嘴(17),所述膨脹蒸汽通過所述管道(16)由所述噴嘴(17)噴射進入所述第一通道(211)內。
8.根據權利要求7所述的膨脹設備,其特征在于,所述管道(16)和所述噴嘴(17)沿著所述第一隔離體(21)螺旋線方向間隔多個。
9.根據權利要求7所述的膨脹設備,其特征在于,所述管道(16)的局部內壁朝內凹設形成集液槽(161),用于容納冷凝水,所述集液槽(161)與排水管連通,所述排水管設于所述主體(1)內,且用于將所述冷凝水通過所述排水管排出至所述主體(1)外部。
10.根據權利要求1所述的膨脹設備,其特征在于,所述第一隔離體(21)為具有提升流動阻力的反向流動的特斯拉閥結構,所述第二隔離體(22)為具有降低流動阻力的正向流動的特斯拉閥結構。