烟叶控温控湿装置和方法与流程

1.本发明涉及烟草加工技术领域，尤其涉及一种烟叶控温控湿装置和方法。


背景技术：

2.在烟草加工过程中，需要监测烟叶的回风温度，以控制滚筒内的加热温度，在滚筒内对烟草进行加温处理。
3.目前，相关技术中采用的控温方法是分阶段进行的：在预热阶段，通过控制加热装置的阀门开度，来保证回风温度达到设定值要求；在生产阶段，回风温度的维持是靠调节输入热蒸汽的阀门开度进行。这样虽然能较好地实现叶片增温的目的，但很难使烟叶含水率也满足要求。
4.需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种烟叶控温控湿装置和方法，可以同时控制烟叶的温度和湿度。
6.根据本发明的一个方面，提供一种烟叶控温控湿装置，包括：
7.滚筒，设有入口和出口，被配置为带动烟叶翻转并将烟叶从入口输送至出口；
8.检测装置，用于检测滚筒的回风温度和烟叶的出口含水率；和
9.调节装置，用于在回风温度保持在第一预设范围内的前提下，调节烟叶的出口含水率并使其达到或无限接近第一预设含水率，第一预设范围为预先设定的滚筒的回风温度的目标控制范围，第一预设含水率为烟叶的出口含水率目标值。
10.在一些实施例中，调节装置包括：
11.加热装置，设置在滚筒的入口处，并用于对进入滚筒的气流进行加热；
12.第一控制阀，用于控制加热装置的加热温度；
13.第一输送管，设置于滚筒的入口处，并用于向滚筒内通入蒸汽；
14.第二控制阀，用于调节第一输送管的流量；和
15.控制装置，与第一控制阀和第二控制阀信号连接，并被配置为通过调节第一控制阀和第二控制阀的开度，使回风温度保持在第一预设范围内，且烟叶的出口含水率达到或无限接近第一预设含水率。
16.在一些实施例中，控制装置被配置为：当烟叶的出口含水率高于第一预设含水率，且滚筒的回风温度高于第一预设范围的下限值时，减小第二控制阀的开度；当烟叶的出口含水率高于第一预设含水率，且滚筒的回风温度低于第一预设范围的下限值时，增大第一控制阀的开度；在第一控制阀的开度调至最大而滚筒的回风温度仍低于第一预设范围的下限值时，增大第二控制阀的开度，以使滚筒的回风温度至少高于第一预设范围的下限值。
17.在一些实施例中，控制装置被配置为：当烟叶的出口含水率低于第一预设含水率，且滚筒的回风温度低于第一预设范围的上限值时，增大第二控制阀的开度；当烟叶的出口含水率低于第一预设含水率，且滚筒的回风温度高于第一预设范围的上限值时，减小第一控制阀的开度；在第一控制阀的开度调至最小而滚筒的回风温度仍高于第一预设范围的上限值时，减小第二控制阀的开度，以使滚筒的回风温度至少低于第一预设范围的上限值。
18.在一些实施例中，加热装置包括热交换器和第二输送管，第二输送管用于向热交换器内输送高温气体，高温气体的温度大于滚筒的入口处的气流温度。
19.在一些实施例中，烟叶控温控湿装置还包括风机和第三输送管，风机设置于滚筒的出口处，第三输送管连通风机和滚筒的入口。
20.根据本发明的另一个方面，提供一种烟叶控温控湿方法，包括：
21.设定滚筒的回风温度的目标控制范围为第一预设范围，烟叶的出口含水率目标值为第一预设含水率，其中，滚筒设有入口和出口，滚筒用于带动烟叶翻转并将烟叶从入口输送至出口；
22.检测滚筒的回风温度和烟叶的出口含水率；和
23.在回风温度保持在第一预设范围内的前提下，调节烟叶的出口含水率并使其达到或无限接近第一预设含水率。
24.在一些实施例中，在回风温度保持在第一预设范围内的前提下，调节烟叶的出口含水率并使其达到或无限接近第一预设含水率的操作包括：
25.在滚筒的入口处设置加热装置，加热装置用于对进入滚筒的气流进行加热，加热装置设有用于控制加热温度的第一控制阀；
26.在滚筒的入口处连通第一输送管，第一输送管用于向滚筒内通入蒸汽，第一输送管上设有用于调节流量的第二控制阀；和
27.通过调节第一控制阀和第二控制阀的开度，使回风温度保持在第一预设范围内，且烟叶的出口含水率达到或无限接近第一预设含水率。
28.在一些实施例中，调节第一控制阀和第二控制阀的开度的操作包括：
29.当烟叶的出口含水率高于第一预设含水率，且滚筒的回风温度高于第一预设范围的下限值时，减小第二控制阀的开度；当烟叶的出口含水率高于第一预设含水率，且滚筒的回风温度低于第一预设范围的下限值时，增大第一控制阀的开度；在第一控制阀的开度调至最大而滚筒的回风温度仍低于第一预设范围的下限值时，增大第二控制阀的开度，以使滚筒的回风温度至少高于第一预设范围的下限值。
30.在一些实施例中，调节第一控制阀和第二控制阀的开度的操作包括：
31.当烟叶的出口含水率低于第一预设含水率，且滚筒的回风温度低于第一预设范围的上限值时，增大第二控制阀的开度；当烟叶的出口含水率低于第一预设含水率，且滚筒的回风温度高于第一预设范围的上限值时，减小第一控制阀的开度；在第一控制阀的开度调至最小而滚筒的回风温度仍高于第一预设范围的上限值时，减小第二控制阀的开度，以使滚筒的回风温度至少低于第一预设范围的上限值。
32.基于上述技术方案，本发明实施例中的调节装置可以同时控制回风温度和出口含水率，在保证烟叶增温效果的前提下，还可以实现对含水率的控制，提高烟叶生产过程中的控制水平；而且，在调节回风温度和烟叶出口含水率时，本发明实施例基于使回风温度保持
在第一预设范围内的前提对出口含水率进行调节，相比于在将回风温度控制在某一具体预设值的前提下对出口含水率进行调节的技术方案来说，本发明实施例可以更加高效和精准地将实际出口含水率调节至第一预设含水率，使烟叶的出口含水率控制在预设的水平，保证烟叶的湿度满足生产要求，提高烟叶的质量。
附图说明
33.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
34.图1为本发明烟叶控温控湿装置一个实施例的结构示意图。
35.图2为本发明烟叶控温控湿装置一个实施例的原理图。
36.图3为本发明烟叶控温控湿装置一个实施例的流程图。
37.图中：
38.1、滚筒；2、加热装置；21、热交换器；22、第二输送管；3、第一控制阀；4、第一输送管；5、第二控制阀；6、风机；7、第三输送管；8、过滤网。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
41.如图1所示，在本发明提供的烟叶控温控湿装置的一些实施例中，该装置包括滚筒1、检测装置和调节装置，滚筒1设有入口和出口，滚筒1被配置为带动烟叶翻转并将烟叶从入口输送至出口，检测装置用于检测滚筒1的回风温度和烟叶的出口含水率，调节装置用于在回风温度保持在第一预设范围内的前提下，调节烟叶的出口含水率并使其达到或无限接近第一预设含水率，第一预设范围为预先设定的滚筒1的回风温度的目标控制范围，第一预设含水率为烟叶的出口含水率目标值。
42.滚筒1在工作时绕其转动轴线旋转，在旋转过程中将烟叶翻转，使烟叶松散，并得到温度和湿度的调节。滚筒1还可以将烟叶从入口输送至出口，实现对烟叶的不间断处理。
43.检测装置用于实时检测滚筒1的实际回风温度和烟叶的实际出口含水率。调节装置可以将滚筒1的实际回风温度调节至第一预设范围内，即实际回风温度的数值被包含在第一预设范围内。第一预设范围是一个数值范围，其包括上限值和下限值，上限值大于下限值。调节装置还可以将烟叶的实际出口含水率调节至第一预设含水率或者无限接近第一含水率，同时实际回风温度也控制在第一预设范围内。
44.在上述实施例中，调节装置可以同时控制回风温度和出口含水率，在保证烟叶增
温效果的前提下，还可以实现对含水率的控制，提高烟叶生产过程中的控制水平；而且，在调节回风温度和烟叶出口含水率时，本发明实施例基于使回风温度保持在第一预设范围内的前提对出口含水率进行调节，相比于在将回风温度控制在某一具体预设值的前提下对出口含水率进行调节的技术方案来说，本发明实施例可以更加高效和精准地将实际出口含水率调节至第一预设含水率，使烟叶的出口含水率控制在预设的水平，保证烟叶的湿度满足生产要求，提高烟叶的质量。
45.检测装置可以包括用于检测回风温度的温度检测器和用于检测含水率的水分检测仪。温度检测器可以采用温度计或温度传感器等。
46.在一些实施例中，调节装置包括加热装置2、第一控制阀3、第一输送管4、第二控制阀5和控制装置。
47.加热装置2设置在滚筒1的入口处，加热装置2用于对进入滚筒1的气流进行加热。加热装置2通过加热进入滚筒1内的气流的方式实现对烟叶的加热功能。即将进入滚筒1内的气流被加热装置2加热后再进入滚筒1，在滚筒1内流通过程中对烟叶实现加热，被加热的烟叶的含水率会下降，因此加热装置2对烟叶具有增温去湿的功能。
48.第一控制阀3用于控制加热装置2的加热温度。通过增大第一控制阀3的开度，可以提高加热装置2的加热温度，使进入滚筒1内的气流温度更高；通过减小第一控制阀3的开度，可以降低加热装置2的加热温度，使进入滚筒1内的气流温度降低。
49.第一输送管4设置于滚筒1的入口处，第一输送管4用于向滚筒1内通入蒸汽。第一输送管4的出口位于滚筒1的入口。通过向滚筒1内通入蒸汽，可以对滚筒1内烟叶的湿度进行调节，实现调节烟叶的含水率的目的。蒸汽一般为高温蒸汽，蒸汽温度高于滚筒1内气流的温度，因此第一输送管4输入的蒸汽对烟叶具有增温增湿的功能。
50.第二控制阀5用于调节第一输送管4的流量。通过增大第二控制阀5的开度，可以增大第一输送管4的流量，从而加大烟叶的湿度，提高烟叶在出口处的实际含水率；通过减小第二控制阀5的开度，可以减小第一输送管4的流量，从而降低烟叶的湿度，降低烟叶在出口处的实际含水率。
51.控制装置与第一控制阀3和第二控制阀5信号连接，控制装置被配置为通过调节第一控制阀3和第二控制阀5的开度，使回风温度保持在第一预设范围内，且烟叶的出口含水率达到或无限接近第一预设含水率。
52.如图2和图3所示，在一些实施例中，控制装置被配置为：当烟叶的出口含水率高于第一预设含水率，且滚筒1的回风温度高于第一预设范围的下限值时，减小第二控制阀5的开度；当烟叶的出口含水率高于第一预设含水率，且滚筒1的回风温度低于第一预设范围的下限值时，增大第一控制阀3的开度；在第一控制阀3的开度调至最大而滚筒1的回风温度仍低于第一预设范围的下限值时，增大第二控制阀5的开度，以使滚筒1的回风温度至少高于第一预设范围的下限值。
53.在一些实施例中，控制装置被配置为：当烟叶的出口含水率低于第一预设含水率，且滚筒1的回风温度低于第一预设范围的上限值时，增大第二控制阀5的开度；当烟叶的出口含水率低于第一预设含水率，且滚筒1的回风温度高于第一预设范围的上限值时，减小第一控制阀3的开度；在第一控制阀3的开度调至最小而滚筒1的回风温度仍高于第一预设范围的上限值时，减小第二控制阀5的开度，以使滚筒1的回风温度至少低于第一预设范围的
上限值。
54.在一些实施例中，加热装置2包括热交换器21和第二输送管22，第二输送管22用于向热交换器21内输送高温气体，高温气体的温度大于滚筒1的入口处的气流温度。
55.在上述实施例中，加热装置2通过热交换的方式实现对气流的加热作用，比如可以利用第一输送管4所输送的蒸汽作为热交换器的换热源，加热装置2与第一输送管4使用同一热气源，不需要专门设置两种热源，有利于节省成本，简化结构。
56.当然，在其他实施例中，也可以采用电加热等其他方式对气流进行加热。
57.在一些实施例中，烟叶控温控湿装置还包括风机6和第三输送管7，风机6设置于滚筒1的出口处，第三输送管7连通风机6和滚筒1的入口。通过设置风机6和第三输送管7，可以使从滚筒1的出口流出的温度较高的回风再通过滚筒1的入口流回滚筒1内，实现回风的再利用，有利于节约能源，避免能源浪费。
58.在一些实施例中，烟叶控温控湿装置还包括过滤网8，过滤网8设置在滚筒1的出口，并位于风机6的上游。过滤网8可以对回风进行过滤，防止烟叶碎片或者其他杂物进入风机6内，影响风机6的寿命；还可以净化通过第三输送管7被回收至滚筒1内的气流，避免烟叶碎片或其他杂物进入滚筒1内影响烟叶的质量。
59.本发明还提供了一种烟叶控温控湿方法，包括：
60.设定滚筒1的回风温度的目标控制范围为第一预设范围，烟叶的出口含水率目标值为第一预设含水率，其中，滚筒1设有入口和出口，滚筒1用于带动烟叶翻转并将烟叶从入口输送至出口；
61.检测滚筒1的回风温度和烟叶的出口含水率；和
62.在回风温度保持在第一预设范围内的前提下，调节烟叶的出口含水率并使其达到或无限接近第一预设含水率。
63.在一些实施例中，在回风温度保持在第一预设范围内的前提下，调节烟叶的出口含水率并使其达到或无限接近第一预设含水率的操作包括：
64.在滚筒1的入口处设置加热装置2，加热装置2用于对进入滚筒1的气流进行加热，加热装置2设有用于控制加热温度的第一控制阀3；
65.在滚筒1的入口处连通第一输送管4，第一输送管4用于向滚筒1内通入蒸汽，第一输送管4上设有用于调节流量的第二控制阀5；和
66.通过调节第一控制阀3和第二控制阀5的开度，使回风温度保持在第一预设范围内，且烟叶的出口含水率达到或无限接近第一预设含水率。
67.在一些实施例中，调节第一控制阀3和第二控制阀5的开度的操作包括：
68.当烟叶的出口含水率高于第一预设含水率，且滚筒1的回风温度高于第一预设范围的下限值时，减小第二控制阀5的开度；当烟叶的出口含水率高于第一预设含水率，且滚筒1的回风温度低于第一预设范围的下限值时，增大第一控制阀3的开度；在第一控制阀3的开度调至最大而滚筒1的回风温度仍低于第一预设范围的下限值时，增大第二控制阀5的开度，以使滚筒1的回风温度至少高于第一预设范围的下限值。
69.在一些实施例中，调节第一控制阀3和第二控制阀5的开度的操作包括：
70.当烟叶的出口含水率低于第一预设含水率，且滚筒1的回风温度低于第一预设范围的上限值时，增大第二控制阀5的开度；当烟叶的出口含水率低于第一预设含水率，且滚
筒1的回风温度高于第一预设范围的上限值时，减小第一控制阀3的开度；在第一控制阀3的开度调至最小而滚筒1的回风温度仍高于第一预设范围的上限值时，减小第二控制阀5的开度，以使滚筒1的回风温度至少低于第一预设范围的上限值。
71.下面对本发明烟叶控温控湿装置一个实施例的操作流程进行说明：
72.首先，在滚筒1的出口安装水分检测仪，以实现对出口含水率的检测；
73.然后，根据待加工的烟叶种类和状态，设定合适的回风温度的第一预设范围；
74.接着，根据后续工序的加工要求，设定烟叶的第一出口含水率；
75.最后，利用通过第一输送管4通入蒸汽可以增温增湿、通过加热装置2加热热风可以增温去湿的特性，在回风温度控制在第一预设范围内的前提下，根据烟叶的实际出口含水率与预先设定的第一出口含水率之间的偏差，调节第一控制阀3和第二控制阀5的开度，以使出口含水率达到或无限接近第一出口含水率。
76.本发明实施例利用通过第一输送管4通入蒸汽可以增温增湿、通过加热装置2加热热风可以增温去湿的特性，设计了具有烟叶出口含水率调节功能的增温控制方法，叶片增温回风温度控制由以前的某一具体设定值控制转变为某一数值范围控制，在保证叶增温效果的前提下，增加了对叶片出口含水率进行微调的功能，拓宽了设备功能，提高了制丝生产过程的控制水平，有效满足后续工序加工要求。
77.具体实施例：
78.某烟厂设备生产能力为3000kg/h，工艺要求回风温度范围为40℃～50℃，出口含水率19.2
±
0.5％。
79.在生产过程中，当烟叶出口含水率高于设定中心值19.2％时，在回风温度高于下限值40℃时，降低第二控制阀5的开度，减少蒸汽的施加量，进行烟叶出口含水率的调节；当回风温度低于下限值40℃时，增大第一控制阀3的开度，在第一控制阀3的开度开至最大但回风温度仍低于下限值40℃的情况下，增大第二控制阀5的开度，以使回风温度满足下限值40℃要求。
80.当烟叶出口含水率低于设定中心值19.2％时，在回风温度低于上限值50℃时，增大第二控制阀5的开度，增加蒸汽的施加量，进行烟叶出口含水率的调节；当回风温度高于上限值50℃时，减小第一控制阀3的开度，在第一控制阀3的开度开至最小但回风温度仍高于上限值50℃的情况下，减小第二控制阀5的开度，以使回风温度满足上限值50℃要求。
81.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明原理的前提下，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，这些修改和等同替换均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。