專利名稱：一種改進(jìn)的新型煙絲膨脹裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在煙廠制備煙草的煙葉膨化處理裝置，更具體的說，是指一種改 進(jìn)的新型煙絲膨脹裝置，膨脹裝置將經(jīng)過二氧化碳液體浸泡過并形成干冰的煙絲通過高溫 氣流進(jìn)行膨脹處理。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今制備二氧化碳膨脹煙絲過程是將煙草葉絲用液態(tài)二氧化碳浸漬，再減壓至常 壓，使二氧化碳形成干冰。如果將低溫的干冰煙絲送入煙絲膨脹裝置的管道中，并通入高溫氣流，干冰就快速升華后，從煙絲內(nèi)部快 速溢出，煙絲隨之膨脹，進(jìn)而得到上述的二氧化碳膨脹煙絲。傳統(tǒng)的膨脹煙絲的膨脹裝置的管道，橫截面為圓形，且在管道的全長中所有的截 面面積相同(如說明書附圖1所示)。煙絲在等截面圓形管道中進(jìn)行膨脹的過程中，存在如 下缺欠①在整個管道中，風(fēng)速極不均勻，在管道各個橫截面上，煙絲速度梯度很大，進(jìn)而 導(dǎo)致煙絲之間相對速度不同，在輸送中煙絲之間碰撞、摩擦機(jī)會增加，使煙絲造碎率增加；②由于風(fēng)速極不均勻，造成煙絲熱交換不均勻，必然造成升華后煙絲含水率不均 勻，影響后續(xù)工序的煙絲質(zhì)量指標(biāo)；③由于離心力的作用，煙絲在管道內(nèi)，會聚集并沿著彎曲半徑最大的一側(cè)流動 (如說明書附圖4所示的陰影部分即為現(xiàn)有技術(shù)中煙絲在膨脹裝置的運(yùn)動軌跡)，其結(jié)果會 影響熱交換效果。如公開號為CN1426708，名稱為“煙絲膨脹方法及設(shè)備”的中國發(fā)明專利以及公開 號為CN1061328，名稱為“煙草膨脹方法和系統(tǒng)”的中國發(fā)明專利均公開了煙草膨脹的方法 以及采用該方法的設(shè)備或者系統(tǒng)，但是在上述專利所說明的技術(shù)方案中均記載了膨脹煙絲 裝置的管道均采用圓形截面，并且該管道全程的截面均相同，且其中直立管道段均豎直布 置。因此，該兩項專利公開的技術(shù)方案中也具有上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。另外，也有技術(shù)人員為了克服上述的缺陷而研究的其它技術(shù)方案，如公開號為 CN1174000，名稱為“膨脹煙草的方法和設(shè)備”的中國發(fā)明專利就公開了一種橫截面不斷增 大的膨脹裝置管路結(jié)構(gòu)，雖然其公開了一種采用非圓形截面的管道，包括有卵形或者矩形 形狀，并且定義了其截面上的深度以及寬度的比率，但是其并沒有注意到因為不斷加大截 面深度而造成的管道內(nèi)風(fēng)速變化對管道內(nèi)煙絲的影響，從而嚴(yán)重影響了煙絲的整絲率。同 時在國際公開號為W096/05742，名稱為“膨脹煙草的方法和裝置”(Method And Apparatus For Expanding Tobacco)的美國PCT專利公開文件中也同樣公開了上述的技術(shù)方案，但是 其也沒有注意到因為不斷擴(kuò)大截面深度而造成的管道內(nèi)風(fēng)速變化對管道內(nèi)煙絲的影響，從 而嚴(yán)重影響了煙絲的整絲率。因此，本發(fā)明就是基于上述的缺陷，提出的一種改進(jìn)的新型煙絲膨脹裝置，該膨脹 裝置可以使得煙絲沿著該膨脹裝置的中心線均勻輸送，大大提高膨脹裝置內(nèi)煙絲的換熱效果，同時也防止煙絲之間的碰撞，提高整絲率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種改進(jìn)型煙絲膨脹裝置，該膨脹裝置可以使得煙絲 沿著該膨脹裝置的中心線均勻輸送，大大提高膨脹裝置內(nèi)煙絲的換熱效果，同時也降低煙 絲之間的碰撞機(jī)率，提高整絲率。為了實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種改進(jìn)的新型煙絲膨脹裝置，該膨脹裝置為具有水平設(shè)置的一入口以及一出口 的z字型管狀結(jié)構(gòu)，在該入口連接有熱風(fēng)輸送裝置，在該出口連接有切向分離器，該管狀結(jié) 構(gòu)入口處還與進(jìn)料機(jī)構(gòu)連通，所述的管狀結(jié)構(gòu)全程采用長圓形截面(如說明書附圖3所 示)，該管狀結(jié)構(gòu)的豎直管段的長圓形截面面積由入口端至出口端逐漸增加，其中長圓形截 面縱向長軸長度逐漸增加，橫向短軸的長度不變，所述熱風(fēng)輸送裝置輸送的熱風(fēng)在所述入 口的方向與該橫向短軸方向平行。所述的膨脹裝置至少包括依次連通的入料管，直管段以及出口過渡管，該入料管 開口端與所述熱風(fēng)輸送裝置的蒸汽噴嘴連通，該出口過渡管開口端與切向分離器連通，其 中該直管段即為所述的豎直管段。所述的膨脹裝置還包括兩個彎管段，其中第一彎管段用以連接所述的入料管以及 所述的直管段一端，第二彎管段用以連接所述的直管段的另一端以及所述的出口過渡管， 所述的相互連接的各個管路均采用長圓形截面，并且各個管路之間連接部分的截面相互配
口 o所述的長圓形截面形狀由兩側(cè)采用半圓弧和與之對應(yīng)連接的矩形結(jié)構(gòu)組成，其中 該長圓形的縱向長軸方向為半圓弧與矩形結(jié)構(gòu)并列的方向。所述的入料管的管側(cè)設(shè)置有入料口，在入料口處截面減小以形成文丘里效應(yīng)，該 入料口與進(jìn)料機(jī)構(gòu)連通。所述的直管段與水平線的夾角為大于90°并且小于100°。所述的入料管以及出 口過渡管均為水平設(shè)置。所述的膨脹裝置的入口所在的垂直位置低于出口所在垂直位置，并且從所述入口 到所述出口的水平位置的流動方向是一致的。通過采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)型煙絲膨脹裝置，該膨脹裝置 可以使得煙絲沿著該膨脹裝置的中心線均勻輸送，大大提高膨脹裝置內(nèi)煙絲的換熱效果， 同時也防止煙絲之間的碰撞，提高整絲率。


圖1中顯示的是現(xiàn)有的煙絲膨脹裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2中顯示的是本發(fā)明煙絲膨脹裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3中顯示的是直管段的K向示意圖；圖4中顯示的是現(xiàn)有的煙絲膨脹裝置內(nèi)煙絲傳輸?shù)穆肪€圖；圖5中顯示的是現(xiàn)有的煙絲膨脹裝置與本申請膨脹裝置的對比示意圖；附圖中各標(biāo)號所代表的組件的名稱說明如下
1入料管2直管段 3出口過渡管 4第一彎管段5第二彎管段 6入料口 7進(jìn)料機(jī)構(gòu) 8熱風(fēng)輸送機(jī)構(gòu)9蒸汽噴嘴
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種改進(jìn)型煙絲膨脹裝置，該膨脹裝置可以使得煙絲沿著該膨脹裝 置的中心線均勻輸送，大大提高膨脹裝置內(nèi)煙絲的換熱效果，同時也降低了煙絲之間的碰 撞機(jī)率，提高煙絲在膨脹過程中的整絲率。本發(fā)明提供一種改進(jìn)的新型煙絲膨脹裝置，該膨脹裝置為具有水平設(shè)置的一入口 以及一出口的Z字型管狀結(jié)構(gòu)，在該入口連接有熱風(fēng)輸送裝置，在該出口連接有切向分離 器，該管狀結(jié)構(gòu)入口處還與進(jìn)料機(jī)構(gòu)連通，所述的管狀結(jié)構(gòu)全程采用長圓形截面(如說明 書附圖3所示)，該管狀結(jié)構(gòu)的豎直管段的長圓形截面面積由入口端至出口端逐漸增加，其 中長圓形截面縱向長軸長度逐漸增加，橫向短軸的長度不變，所述熱風(fēng)輸送裝置輸送的熱 風(fēng)在所述入口的方向與該橫向短軸方向平行。圖2中顯示的是本發(fā)明的煙絲膨脹裝置的連接結(jié)構(gòu)示意圖。在該實施例當(dāng)中膨脹 裝置不僅包括的入料管1，直管段2以及出口過渡管3，還包括兩個彎管段，其中第一彎管段 4用以連接所述的入料管1以及上述的直管段2的一端，第二彎管段5用以連接上述的直管 段2的另一端以及所述的出口過渡管3，相互連接的各個管路均采用長圓形的截面，并且各 個管路之間連接部分的截面相互配合。另外該入料管1開口端與熱風(fēng)輸送裝置8的蒸汽噴 嘴9連通，該出口過渡管3開口端則與切向分離器連通。同時在入料管1的管側(cè)設(shè)置有入 料口 6，在入料口 6處截面減小以形成文丘里效應(yīng)，該入料口 6與進(jìn)料機(jī)構(gòu)7連通，通過進(jìn)料 機(jī)構(gòu)7向入料口內(nèi)輸送煙絲。這樣上述這些技術(shù)特征與在圖1中的現(xiàn)有技術(shù)的煙絲膨脹裝 置的結(jié)構(gòu)相比除了管路所采用的截面形狀外其它技術(shù)特征基本相同，但是由于僅僅改變整 個膨脹裝置管道截面形狀仍然會導(dǎo)致如在背景技術(shù)的內(nèi)容中提到的技術(shù)缺陷。因此在本申請的實施例當(dāng)中，入料管1與出口過渡管3均水平設(shè)置且流向相同，且 在垂直位置上入料管1低于過渡管3的，同時直管段2與入料管1之間的夾角為95° (實 際上在90° -100°之間的任何數(shù)值都可以)，保證該直管段2與垂直方向具有一定傾斜。 同時該直管段2由第一彎管段4向第二彎管段5過渡的過程中的直管段2截面面積不斷增 大，實際上是縱向長圓形截面的長軸方向不斷加長，而橫向的短軸方向的長度則不變，這樣 的情況該直管段2的截面面積也不斷增大。采用上述區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)特征均是為了 保證在高溫氣流流入該膨脹裝置的管路中縱向長軸方法的風(fēng)速均勻使得橫向短軸方向上 的風(fēng)速梯度并不明顯，使得煙絲膨脹裝置內(nèi)的膨脹煙絲受熱均勻并且沿著整個管路的中心 線均勻移動，降低煙絲之間的碰撞機(jī)率。為了進(jìn)一步提高本發(fā)明的技術(shù)效果，上述第一彎管段曲率半徑應(yīng)該大于第二彎管 段曲率半徑。另外，所述的熱風(fēng)輸送裝置8為變速風(fēng)機(jī)，其通過蒸汽噴嘴9向入料管1的一 端輸入帶有蒸汽的熱風(fēng)。下面從另一角度對本發(fā)明的實施例進(jìn)行整體說明如下，改進(jìn)的新型處理干冰煙絲 的膨脹裝置是從截面A始，到截面F止的一段管路。截面A至截面B是入料管1，該段管路 的截面是長圓形截面，其側(cè)表面上加工有一個入料口 9，在入料口 9處，將長圓形截面積減小，以形成文丘里效應(yīng)，使入料順暢。截面B到截面C是一段大彎曲半徑的第一彎管段4，該 第一彎管段4的截面與入料管1相同，在該段彎管內(nèi)，主要完成煙絲中干冰升華的功能，由 熱風(fēng)輸送機(jī)構(gòu)8設(shè)計傳輸?shù)娘L(fēng)速一般選30m/s 36m/s，截面C到截面D為直管段2，圖3 中顯示的該段管道沿K向的截面視圖，其中的c-d向為短軸，在本實施例的結(jié)構(gòu)涉及中其長 度始終不變，而a-b向為長軸，在直管段2由下端至上端逐漸加長。該直管段2的設(shè)置與水 平方向的入料管1的夾角為95°，以使煙絲從截面C流出時，脫離截面C的左側(cè)垂直上升， 到達(dá)截面D時，煙絲將處于截面D的中心位置，在該直管段2內(nèi)，主要實現(xiàn)煙絲干燥和定形 功能。截面D到截面E是另一段彎管，即第二彎管段5，該段管路的截面與截面D相同。截 面E到截面F是出口過渡管3，截面F的尺寸取決于切向分離器入口法蘭尺寸。A截面還是 一個蒸汽入口，使煙絲進(jìn)入膨脹裝置的管道時，迅速與蒸汽接觸，增加工藝氣體的熱焓和煙 絲的潤性，減少造碎。通過這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置，當(dāng)煙絲入口截面B采用設(shè)計風(fēng)速30m/s時，煙 絲到達(dá)截面D速度約降為20. 7m/s,而整個膨脹裝置的整絲率可提高2-5%左右。圖3中的本發(fā)明的直管段的K向截面視圖，該長圓形截面兩側(cè)采用半圓弧，中間 則是該圓弧對應(yīng)連接的矩形結(jié)構(gòu)，其中該長圓形的長軸方向為半圓弧與矩形結(jié)構(gòu)并列的方 向，與之垂直的另一方向為短軸。圖4中則提供了采用本申請的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的膨脹裝置的管路的對比示 意圖，其中在圖中各標(biāo)示點對應(yīng)的管路處的氣流參數(shù)如下兩表所示，表1中對應(yīng)的是圖4右 側(cè)的本申請實施例的膨脹管路內(nèi)對應(yīng)截面處氣流參數(shù)，表2中對應(yīng)的是圖4左側(cè)的現(xiàn)有技 術(shù)的膨脹管路內(nèi)對應(yīng)截面處氣流參數(shù)。表 1
下測口上測口測點A1A2A3A4A5B1B2B3B4B5數(shù)值Pa333275137275275226167127157157風(fēng)速V (m/s)31.628.720.328.728.726.022.419.521.721.7變化％10%030%0016.4%012.773%3%其中“變化％ ” 一欄的數(shù)值均是分別相對于中心點A2，B2的變化率；表2
下測口上測口測點C1C2C3C4C5D1D2D3D4D5數(shù)值Pa280160501601601002052020風(fēng)速V (m/s)29.021.912.223.923.918.28.14.08.18.1變化％28%046%00124%050%00其中“變化％ ” 一欄的數(shù)值均是分別相對于中心點C2，D2的變化率；由上述兩表可以看出，現(xiàn)有技術(shù)以及本申請均是采用擴(kuò)大膨脹裝置管狀結(jié)構(gòu)的截
6面的技術(shù)方案來克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，但是由于圖4左側(cè)附圖中的現(xiàn)有技術(shù)采用的是圓形 截面，所以由于其本身截面面積的增大，導(dǎo)致風(fēng)速梯度的不斷加大，如表2中由C1與C3速 度梯度遞增到D1與D3的速度梯度，這樣就使得膨脹裝置內(nèi)氣流的速度梯度不斷增大，增加 煙絲之間的摩擦機(jī)率，增大了煙絲的造碎率。但是本申請的膨脹裝置的技術(shù)方案則采用長圓形截面結(jié)構(gòu)，由于其僅僅增大長圓 形截面長軸方向的長度，但是短軸方向的長度不變，另外熱風(fēng)輸送裝置輸送的熱風(fēng)在所述 入口的方向與該橫向短軸方向平行，這樣的技術(shù)方案正好與背景技術(shù)中應(yīng)用在對比文件中 的技術(shù)方案不同，因此這樣就使得整個膨脹裝置管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的氣流速度梯度變化不大，避 免了煙絲之間的摩擦，減小了煙絲的造碎率。這樣的技術(shù)方案，使得在充分膨脹煙絲的基礎(chǔ) 之上減小了煙絲的造碎率。通過采用如上的技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)型煙絲膨脹裝置，該膨脹裝置 可以使得煙絲沿著該膨脹裝置的中心線均勻輸送，大大提高膨脹裝置內(nèi)煙絲的換熱效果， 同時也防止煙絲之間的碰撞，提高整絲率。另外本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于上述實施例中的具體實施方案，而是只要滿足 本發(fā)明的權(quán)利要求書的技術(shù)特征的組合就落入了本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種改進(jìn)的新型煙絲膨脹裝置，該膨脹裝置為具有水平設(shè)置的一入口以及一出口的Z字型管狀結(jié)構(gòu)，在該入口連接有熱風(fēng)輸送裝置，在該出口連接有切向分離器，該管狀結(jié)構(gòu)入口處還與進(jìn)料機(jī)構(gòu)連通，所述的管狀結(jié)構(gòu)全程采用長圓形截面，該管狀結(jié)構(gòu)的豎直管段的長圓形截面面積由入口端至出口端逐漸增加，其特征在于，該長圓形截面縱向長軸長度逐漸增加，橫向短軸的長度不變，所述熱風(fēng)輸送裝置輸送的熱風(fēng)在所述入口的方向與該橫向短軸方向平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的新型煙絲膨脹裝置，其特征在于，所述的膨脹裝 置至少包括依次連通的入料管，直管段以及出口過渡管，該入料管開口端與所述熱風(fēng)輸送 裝置的蒸汽噴嘴連通，該出口過渡管開口端與切向分離器連通，其中該直管段即為所述的 豎直管段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改進(jìn)的新型煙絲膨脹裝置，其特征在于，所述的膨脹裝 置還包括兩個彎管段，其中第一彎管段用以連接所述的入料管以及所述的直管段一端，第 二彎管段用以連接所述的直管段的另一端以及所述的出口過渡管，所述的相互連接的各個 管路均采用長圓形截面，并且各個管路之間連接部分的 截面相互配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種改進(jìn)的新型煙絲膨脹裝置，其特征在于，所述的長圓 形截面形狀由兩側(cè)采用半圓弧和與之對應(yīng)連接的矩形結(jié)構(gòu)組成，其中該長圓形的縱向長軸 方向為半圓弧與矩形結(jié)構(gòu)并列的方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型煙絲膨脹裝置，其特征在于，所述的入料管的管側(cè) 設(shè)置有入料口，在入料口處截面減小以形成文丘里效應(yīng)，該入料口與進(jìn)料機(jī)構(gòu)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種改進(jìn)的新型煙絲膨脹裝置，其特征在于，所述的入 料管以及出口過渡管均為水平設(shè)置，所述的直管段與水平線的夾角為大于90°并且小于 100°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的新型煙絲膨脹裝置，其特征在于，所述的膨脹裝 置的入口所在的垂直位置低于出口所在垂直位置，并且從所述入口到所述出口的水平位置 的流動方向是一致的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在煙廠制備煙草的煙葉膨化處理裝置，更具體的是指一種改進(jìn)的新型煙絲膨脹裝置，膨脹裝置將經(jīng)過二氧化碳液體浸泡過并形成干冰的煙絲通過高溫氣流進(jìn)行膨脹處理。其為具有水平設(shè)置的一入口以及一出口的Z字型管狀結(jié)構(gòu)，入口連接有熱風(fēng)輸送裝置，出口連接有切向分離器，入口處還與進(jìn)料機(jī)構(gòu)連通，管狀結(jié)構(gòu)全程則采用長圓形截面，其中豎直管段的長圓形截面面積由入口端至出口端逐漸增加，其中長圓形截面縱向長軸長度逐漸增加，橫向短軸的長度不變，熱風(fēng)輸送裝置輸送的熱風(fēng)在所述入口的方向與該橫向短軸方向平行。該膨脹裝置大大提高膨脹裝置內(nèi)煙絲的換熱效果，同時也防止煙絲之間的碰撞，提高了整絲率。
文檔編號A24B3/18GK101856142SQ200910132698
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月7日
發(fā)明者劉磊, 王小三, 王文祥, 王鴻雁 申請人:秦皇島煙草機(jī)械有限責(zé)任公司