烘丝塔、塔式气流烘丝机、制丝系统和烟草生产系统的制作方法

1.本公开涉及卷烟制丝设备技术领域，特别涉及一种烘丝塔、塔式气流烘丝机、制丝系统和烟草生产系统。


背景技术：

2.塔式气流烘丝机是一种利用高温气流在烘丝塔中对烟丝进行干燥的设备，其具有干燥时间短、热效率高和干燥效果好等优点，尤其在加工大批量烟丝方面具有较大的优势。
3.然而，实践中发现，烟丝在从烘丝塔出料口流出时，存在烟丝水分分布不均的问题，影响成品烟丝品质。


技术实现要素：

4.本公开所要解决的一个技术问题是：提升烘丝塔出料口烟丝水分分布均匀性。
5.为了解决上述技术问题，本公开第一方面提供一种烘丝塔，其包括塔体，塔体上设有进料口和出料口，沿着物料由进料口流向出料口的方向，塔体的与出料口邻接的侧壁逐渐朝外倾斜。
6.在一些实施例中，塔体包括第一塔段和第二塔段，进料口和出料口分别设置于第一塔段和第二塔段上，第二塔段的设有出料口的一侧的侧壁朝外倾斜。
7.在一些实施例中，第二塔段的与出料口相对的侧壁竖直延伸。
8.在一些实施例中，塔体还包括第三塔段，第三塔段连接于第一塔段和第二塔段之间，第三塔段的横截面积沿着由第一塔段至第二塔段的方向逐渐变大。
9.在一些实施例中，第一塔段的侧壁竖直延伸。
10.在一些实施例中，进料口位于出料口的下方。
11.在一些实施例中，进料口和出料口设置于塔体的相对两侧。
12.本公开第二方面提供一种塔式气流烘丝机，其包括本公开实施例的烘丝塔。
13.本公开第三方面提供一种制丝系统，其包括本公开实施例的塔式气流烘丝机。
14.本公开第四方面提供一种烟草生产系统，其包括本公开实施例的制丝系统。
15.本公开实施例通过对烘丝塔的结构进行改进，将烘丝塔的与出料口邻接的侧壁由竖直改为向外倾斜，可有效改善烘丝塔出料口烟丝流速分布均匀性，进而可有效提升烘丝塔出料口烟丝水分分布均匀性。
16.通过以下参照附图对本公开的示例性实施例进行详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
17.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可
以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为相关技术中塔式气流烘丝机的结构简图。
19.图2示出相关技术中烘丝塔的结构。
20.图3为图2的俯视图。
21.图4示出本公开实施例中烘丝塔的结构。
22.图5为图4的俯视图。
23.图6为图2所示烘丝塔的出料速度分布云图。
24.图7为图4所示烘丝塔的出料速度分布云图。
25.附图标记说明：
26.10、塔式气流烘丝机；
27.1、匀料器；2、振槽；3、膨胀装置；4、烘丝塔；5、气料分离器；6、离心风机；7、焚烧炉；8、螺旋输送机；91、进料气锁；92、出料气锁；
28.41、进料口；42、出料口；43、第一塔段；44、第二塔段；45、第三塔段；46、塔体。
具体实施方式
29.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
30.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
31.在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
32.在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
33.此外，下面所描述的本公开不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
34.在烟草生产系统中，塔式气流烘丝机(comas tower dryer，ctd)是制丝系统的重要组成部分，其利用高温对流气体快速干燥烟丝中的水分，使烟丝达到要求的含水率，去除烟丝杂气并增加烟丝的填充值，提升烟丝品质。
35.图1示出了相关技术中塔式气流烘丝机的结构。图1中的空心箭头表示烟丝的流动方向；虚线箭头表示水蒸气的喷入方向；实心箭头表示工艺气的流动方向。
36.如图1所示，塔式气流烘丝机10包括匀料器1、振槽2、膨胀装置3、烘丝塔4(也叫干燥塔)、气料分离器5、离心风机6、焚烧炉7、螺旋输送机8、进料气锁91和出料气锁92。
37.其中，匀料器1、振槽2、膨胀装置3、烘丝塔4和气料分离器5沿着物料流动方向依次连通。进料气锁91设置于振槽2与膨胀装置3之间。出料气锁92设置于气料分离器5的物料出口。气料分离器5的气流出口通过离心风机6与焚烧炉7连通。焚烧炉7与烘丝塔4以及膨胀装置3连通。螺旋输送机8设置于烘丝塔4的下部。
38.匀料器1用于对物料进行开松。振槽2为高频振槽，用于进一步松散物料。膨胀装置3利用喷入的高压水蒸气使烟丝吸湿膨胀。烘丝塔4利用高温工艺气对膨胀后的烟丝脱水干燥。气料分离器5将干燥后的烟丝与气体分离。离心风机6将气料分离器5分离出的气体送至焚烧炉7，以对由离心风机6排出的部分热气进行回收利用。焚烧炉7对气体进行焚烧加热，以为整个系统提供热量。从焚烧炉7流出的工艺气分为两路，一路进入膨胀装置3中(如图1中左侧第一个实心箭头所示)，与由振槽2送来的烟丝预混，以提高膨胀装置3对烟丝的输送能力，另一路进入烘丝塔4内(如图1中左侧第二个实心箭头所示)，对由膨胀装置3进入烘丝塔4内的烟丝进行输送和干燥。
39.工作时，如图1中空心箭头所示，烟丝经匀料器1开松后，进入振槽2，经过振槽2进一步松散后，经由进料气锁91进入膨胀装置3，在膨胀装置3内，部分工艺气混合蒸汽(如图1中虚线箭头所示)经文丘里管喷射，产生局部负压，与烟丝混合后在膨胀装置3内充分吸湿膨胀，并被推送至烘丝塔4。随后烟丝在烘丝塔4内经高温气流运送，并在输送过程中快速脱水干燥并定型，烟丝内混入的石子等杂物则通过螺旋输送机8排出。从烘丝塔4流出的烟丝与气体的混合物流向气料分离器5，气料分离器5将烟丝与气体分离。分离得到的烟丝由出料气锁92排出，流向制丝系统的下一道工序。分离得到的部分气流则经离心风机6流向焚烧炉7，被重新加热，继续参与循环。
40.可见，烘丝塔4是塔式气流烘丝机10的重要组成部分。图2
‑
5中示出了烘丝塔4的大致结构。如图2
‑
5所示，烘丝塔4包括塔体46，塔体46上设有进料口41和出料口42。进料口41与膨胀装置3连通，以实现烘丝塔4与膨胀装置3的连通，使得物料能够经由膨胀装置3进入烘丝塔4内部。出料口42大致呈矩形，其与气料分离器5连通，以实现烘丝塔4与气料分离器5的连通，使得物料能够由烘丝塔4流向气料分离器5。同时，塔体46上还设有进风口(图中未标示)，进风口位于进料口41的对侧，并与焚烧炉7连通，以实现烘丝塔4与焚烧炉7的连通，使得从焚烧炉7流出的工艺气可以经由进风口流至烘丝塔4内部。
41.具体地，如图2
‑
5所示，塔体46包括第一塔段43和第二塔段44。进料口41和出料口42分别设置于第一塔段43和第二塔段44上。进风口设置于第一塔段43上。并且，塔体46还包括第三塔段45。第三塔段45连接于第一塔段43和第二塔段44之间。其中，第一塔段43大致呈直筒型，其侧壁竖直延伸。第一塔段43与第二塔段44的横截面积不等。此时，第三塔段45形成横截面积不同的第一塔段43与第二塔段44之间的过渡。例如，在图2和图4中，第一塔段43的横截面积小于第二塔段44的横截面积，此时，第三塔段45的横截面积沿着由第一塔段43至第二塔段44的方向逐渐变大，大致呈渐扩的锥形。
42.如图1所示，烘丝塔4一般竖向布置，即，烘丝塔4的纵向中心轴线一般沿着上下方向延伸。其中，由图1、图2和图4可知，烘丝塔4的进料口41、出料口42和进风口位于塔体46的侧壁上。并且，进料口41位于出料口42的下方，进风口位于进料口41的下方，此时，第一塔段43位于第二塔段44的下方，第一塔段43、第三塔段45和第二塔段44沿着由下至上的方向依次布置。这样，由焚烧炉7流入塔体46内的工艺气由下至上地流动，在该过程中，工艺气可以
与由膨胀装置3进入塔体46内部的烟丝相遇并混合，带动烟丝由下至上地流动，实现对烟丝的悬浮输送，同时，高温工艺气带走烟丝中的水分，实现对烟丝的快速干燥，干燥后的烟丝从上部的出料口42流出。
43.一些实施例中，塔体46内部在进料口41下方还设有孔板错流器(图中未示出)和环形匀风器(图中未示出)，以均衡风速，形成匀速风。
44.尽管塔式气流烘丝机10可以实现较好的干燥定型效果，但实际使用中发现，烘丝塔4出口烟丝存在水分不均的问题，其中，在出料口42的横截面上，出口烟丝水分在上下方向上和左右方向上均分布不均。跟踪一批烟丝出口水分波动情况，发现其水分标偏达到0.2751。
45.针对出口烟丝水分分布不均的问题，虽然相关技术中也采取了一一些措施，但这些措施大多是从改变工艺气进气布局等方面入手，而未对烘丝塔4的结构进行改进。
46.发明人经研究发现，烘丝塔4的结构实际也是影响出口烟丝水分分布均匀性的一个重要原因。
47.如图2所示，相关技术中，出料口42由第二塔段44的侧壁向外凸出，第二塔段44的与出料口42邻接的侧壁竖直延伸，为直壁，此时，出料口42与第二塔段44的侧壁之间采用直壁连接方式。研究发现，这种情况下，烟丝在流向出料口42的过程中，会高速冲击塔顶，发生折返，该过程中，从出料口42的横截面看，烟丝流速在上部较高，下部较低，导致烟丝流速呈上下不对称分布，造成出口烟丝水分上下分布不均。也就是说，研究发现，出料口42与第二塔段44的侧壁之间采用直壁连接方式，是造成出口烟丝水分上下分布不均的重要原因。
48.另外，如图3所示，相关技术中，进料口41的法向与出料口42的法向之间大致呈90
°
夹角。研究发现，这种情况下，在出料口42处，靠近进料口41一侧(在图3中即为左侧)烟丝流速较低，远离进料口41一侧(在图3中即为右侧)烟丝流速较高，导致从出料口42横截面看，烟丝流速呈左右不对称分布，造成出口烟丝水分左右分布不均。也就是说，研究发现，进料口41与出料口42法向呈90
°
的布置方式，是造成出口烟丝水分左右分布不均的重要原因。
49.基于上述发现，本公开对烘丝塔4的结构进行改进，以改善烘丝塔出口烟丝水分分布均匀性，提升成品烟丝品质。
50.图4
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5示例性地示出了本公开实施例中烘丝塔4的结构。
51.针对出口烟丝水分上下分布不均的问题，参见图4，一些实施例中，沿着物料由进料口41流向出料口42的方向(在图4中即为沿着由下至上的方向)，塔体46的与出料口42邻接的侧壁逐渐朝外倾斜。具体地，如图4所示，一些实施例中，第二塔段44的设有出料口42的一侧的侧壁(在图4中标示为a)朝外倾斜。第二塔段44的与出料口42相对的侧壁(在图4中标示为b)不倾斜，而是仍竖直延伸。
52.在上述设置方式中，出料口42与第二塔段44的侧壁之间不再采用直壁连接方式，而是采用逐渐向外倾斜的斜壁连接方式，此时，第二塔段44的与出料口42邻接的侧壁朝出料口42倾斜，二者之间缓慢过渡，而不再直角硬性弯折，这样，在烟丝流向出料口42的过程中，侧壁a可以引导气流沿外斜的内壁壁面流动，最终平缓地过渡到出料口42，使压力逐步释放，从而可以在一定程度上降低出料口上下两侧的速度不均匀性，有效改善出口烟丝流速上下分布均匀性，提高出口烟丝水分上下分布均匀性。
53.另外，针对出口烟丝水分左右分布不均的问题，参见图5，一些实施例中，进料口41
和出料口42设置于塔体46的相对两侧。
54.基于上述设置，进料口41和出料口42不再法向呈90
°
，而是法向呈180
°
，换句话说，进料口41和出料口42的法线不再相互垂直，而是彼此平行，这样，烘丝塔4的进出料方向不再折弯分布，而是顺向分布，从而可以减小因进出料方向呈90
°
分布所带来的速度差，有效改善出口烟丝流速左右分布均匀性，提高出口烟丝水分左右分布均匀性。
55.在塔体46的与出料口42邻接的侧壁逐渐朝外倾斜，且进料口41和出料口42设置于塔体46相对两侧的情况下，可以既改善出口烟丝上下分布均匀性，又改善出口烟丝左右分布均匀性，从而可以更有效地提高出口烟丝水分分布均匀性。
56.图6和图7分别示出了改造前后烘丝塔出口烟丝流速分布仿真云图。比较图6和图7可知，改造前，出口烟丝速度在左侧约为36.25m/s，改造后，最大值降至34.42m/s，且左右两侧速度的峰值区域显著消除。
57.可见，本公开实施例打破相关技术中烘丝塔4出料方式不合理的弊端，根据烟丝在烘丝塔4中，特别是塔顶的运动特性，对烘丝塔4的结构进行改进，重新设计出料方向和过渡结构，可有效改善烟丝出料均匀性，提升烟丝品质，提高塔式气流烘丝机10的精细化加工水平。
58.以上所述仅为本公开的示例性实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。