加料加香系统及其清洗方法和清洗控制装置

技术领域

本公开涉及烟草机械领域，特别涉及一种加料加香系统及其清洗方法和清洗控制装置。

背景技术

卷烟加料加香设备是烟草制丝线上的重要组成部分，通过对料液、香精流量的精准控制和良好的雾化，使料液、香精按照工艺配方要求的比例均匀地喷洒在烟草物料上。

加料加香系统用于向加料加香设备的双介质喷嘴输送料液、香精。日常生产结束后需要对加料加香系统进行清洗，清洗黏附于料罐及管路系统中的料液、香精并排出系统，以减少料垢的产生。

发明人研究后发现：受加料泵的流量限制，加料加香系统存在清洗不干净的问题；此外，过滤器存在憋气现象，影响加料加香精度和清洗效果。

发明内容

本公开实施例，通过在加料阀V8与料罐T1的第三进口之间的回流管路与过滤器F1之间设置的通气管L1，连接过滤器与预填充回流管路，实现过滤器F1与料罐T1的压力平衡，便于管路预填充时排出过滤器里的空气，解决过滤器憋气的问题；通过在通气管L1上设置与清洗水进口端连通的管路清洗阀V12，可以实现通气与输入清洗水的功能切换，并用供水压力代替加料泵(齿轮泵)清洗管路，增大清洗水流量，提升清洗效果。

本公开一些实施例提出一种加料加香系统，包括：

料罐T1，包括第一进口、第二进口、第三进口和出口；

过滤器F1，

双介质喷嘴J1，

设置在料液进口端与料罐T1的第一进口的连通管路上的进料阀V1，

设置在清洗水进口端与料罐T1的第二进口的连通管路上的料罐清洗阀V11，

设置在料罐T1的出口与过滤器F1的连通管路上的出料阀V2，

加料阀V8，其第一端口连通料罐T1的出口管路，其第二端口连通双介质喷嘴J1的第一进口，其第三端口连通料罐T1的第三进口；

在加料阀V8与料罐T1的第三进口之间的回流管路与过滤器F1之间设置的通气管L1，在通气管L1上设置的管路清洗阀V12，管路清洗阀V12还与清洗水进口端连通。

在一些实施例中，还包括：设置在过滤器F1与加料阀V8的连通管路上的流量计M1，以及与流量计M1并联设置的流量计旁通阀V13。

在一些实施例中，还包括：设置在过滤器F1与流量计M1的连通管路上的加料泵P1，以及与加料泵P1并联设置的加料泵旁通阀V5。

在一些实施例中，还包括以下中的一项或多项：

设置在双介质喷嘴J1的第二进口与压缩空气输入端的连通管路上的雾化压空阀V9，

设置在加料阀V8与压缩空气输入端的连通管路上的喷吹阀V10。

在一些实施例中，还包括：设置在流量计M1与加料阀V8的连通管路上的取样阀V6和/或喷嘴清洗阀V7，喷嘴清洗阀V7还与清洗水进口端连通。

在一些实施例中，还包括：设置在过滤器F1出口侧的余料回收阀V3和/或排污阀V4。

本公开一些实施例提出一种加料加香系统的清洗方法，包括：

打开管路清洗阀V12，利用从管路清洗阀V12进入的清洗水清洗加料加香系统的加料预填充管路；

关闭管路清洗阀V12，打开料罐清洗阀V11，利用从料罐清洗阀V11进入的清洗水清洗料罐T1；

清洗预设时间后，关闭料罐清洗阀V11，打开出料阀V2、排污阀V4，排出污水；

打开喷吹阀V10、加料泵旁通阀V5，利用从喷吹阀V10进入的压缩空气将加料预填充管路中残留的污水排出。

在一些实施例中，清洗加料加香系统的加料预填充管路包括：

打开管路清洗阀V12、加料泵旁通阀V5、流量计旁通阀V13，利用从管路清洗阀V12进入的清洗水第一次清洗加料加香系统的加料预填充管路；

打开加料泵P1，关闭加料泵旁通阀V5、流量计旁通阀V13，利用从管路清洗阀V12进入的清洗水清洗加料泵P1、流量计M1。

在一些实施例中，清洗加料加香系统的加料预填充管路还包括：关闭加料泵P1，打开加料泵旁通阀V5、流量计旁通阀V13，利用从管路清洗阀V12进入的清洗水第二次清洗料加香系统的加料预填充管路。

在一些实施例中，利用从喷吹阀V10进入的压缩空气将加料预填充管路中残留的污水排出包括：压缩空气经过喷吹阀V10被分为两个方向，一个方向：压缩空气把通气管L1、管路清洗阀V12、料罐T1、出料阀V2中残留的污水吹向过滤器F1、排污阀V4排出，另一个方向：压缩空气把加料阀V8、喷嘴清洗阀V7、采样阀V6、流量计M1、加料泵旁通阀V5中残留的污水吹向排污阀V4排出。

本公开一些实施例提出一种加料加香系统的清洗控制装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行加料加香系统的清洗方法。

本公开一些实施例提出一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现加料加香系统的清洗方法的步骤。

附图说明

下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。根据下面参照附图的详细描述，可以更加清楚地理解本公开。

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。

图1示出本公开一些实施例滚筒式加料加香设备的工作原理示意图。

图2示出本公开一些实施例加料加香系统的管路结构示意图。

图3示出本公开一些实施例的加料加香系统的清洗控制装置的结构示意图。

具体实施方式

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。

除非特别说明，否则，本公开中的“第一”“第二”等描述用来区分不同的对象，并不用来表示大小或时序等含义。

图1示出本公开一些实施例滚筒式加料加香设备的工作原理示意图。

如图1所示，烟叶经上游设备由振动输送机送入加料机滚筒内，滚筒由传动装置带动旋转，由于滚筒的轴向倾角及滚筒内拨料杆的疏导作用，使得烟叶能够松散、均匀地自动向出料口方向流动。烟叶在滚筒内翻滚前进的同时与双介质喷嘴喷出的料液、香精充分接触，同时不断吸收蒸汽的热量，达到增温加料的工艺要求。其中，料液、香精经压缩空气作用通过双介质喷嘴喷出)。

卷烟加料是指在卷烟生产过程中在烟叶上施加料液的工艺过程。通过加料可以减轻烟气的刺激性、使烟气柔和细腻、改善余味，并可改进烟草的物理性能，例如保润性、柔韧性、燃烧性和防霉。

卷烟加香是指在卷烟生产过程中在烟叶上施加香精的工艺过程。通过施加香精可以提高产品香味特征，掩盖杂气，衬托香气，消除不同等级烟叶之间的差异并使之相互协调，协调不同类型烟叶的香气，增加或增强某些香气，使烟香丰满。

加料加香系统用于向加料加香设备的双介质喷嘴输送料液、香精。

图2示出本公开一些实施例加料加香系统的管路结构示意图。

如图2所示，加料加香系统例如包括：进料阀V1，出料阀V2，余料回收阀V3，排污阀V4，加料泵旁通阀V5，取样阀V6，喷嘴清洗阀V7，加料阀V8，雾化压空阀V9，喷吹阀V10，料罐清洗阀V11，料罐T1，过滤器F1，加料泵P1，流量计M1，双介质喷嘴J1，旋转喷嘴J2，通气管L1，管路清洗阀V12，流量计旁通阀V13。

其中，料罐(T1)，包括第一进口、第二进口、第三进口和出口；进料阀V1设置在料液进口端与料罐T1的第一进口的连通管路上，进料阀V1打开时，料液、香精通过料液进口端注入；料罐清洗阀V11设置在清洗水进口端与料罐T1的第二进口的连通管路上，料罐清洗阀V11打开时，清洗水通过清洗水进口端注入；出料阀V2设置在料罐T1的出口与过滤器F1的连通管路上，出料阀V2打开时，料液、香精、清洗水等从料罐T1流出；加料阀V8是一个三通阀，其第一端口连通料罐T1的出口管路，其第二端口连通双介质喷嘴J1的第一进口，其第三端口连通料罐T1的第三进口，清洗时，加料阀V8与料罐T1连通，生产时，加料阀V8与双介质喷嘴J1连通；通气管L1设置在加料阀V8与料罐T1的第三进口之间的回流管路与过滤器F1之间；过滤器F1可以对流经的液体起到一定的过滤作用；管路清洗阀V12设置在通气管L1上，管路清洗阀V12还与清洗水进口端连通，通气管L1的管径大小与加料预填充管路相同，管路清洗阀V12打开时，清洗水从管路清洗阀V12注入，通气管与加料预填充管路形成清洗回路。

其中，流量计M1设置在过滤器F1与加料阀V8的连通管路上，流量计旁通阀V13与流量计M1并联设置，流量计旁通阀V13打开时，流量计M1被旁路。

其中，加料泵P1设置在过滤器F1与流量计M1的连通管路上，加料泵旁通阀V5与加料泵P1并联设置，加料泵旁通阀V5打开时，加料泵P1被旁路。

其中，雾化压空阀V9设置在双介质喷嘴J1的第二进口与压缩空气输入端的连通管路上，雾化压空阀V9打开时，压缩空气流经雾化压空阀V9被注入双介质喷嘴J1。

其中，喷吹阀V10设置在加料阀V8与压缩空气输入端的连通管路上。

其中，取样阀V6、喷嘴清洗阀V7设置在流量计M1与加料阀V8的连通管路上，喷嘴清洗阀V7还与清洗水进口端连通。当需要清洗双介质喷嘴J1时，打开喷嘴清洗阀V7、加料阀V8、雾化压空阀V9，清洗水经喷嘴清洗阀V7、加料阀V8，压缩空气经雾化压空阀V9，同时注入双介质喷嘴J1，用来清洗双介质喷嘴J1。

其中，余料回收阀V3，排污阀V4设置在过滤器F1出口侧。余料回收阀V3打开时，可以回收系统中的料液、香精等。排污阀V4打开时，可以排出清洗系统后的污水。

加料加香系统具有以下优点：

(1)通过在加料阀V8与料罐T1的第三进口之间的回流管路与过滤器F1之间设置的通气管L1，连接过滤器与预填充回流管路，实现过滤器F1与料罐T1的压力平衡，便于管路预填充时排出过滤器里的空气，解决过滤器憋气的问题。

(2)通过在通气管L1上设置与清洗水进口端连通的管路清洗阀V12，可以实现通气与输入清洗水的功能切换，并用供水压力代替加料泵(齿轮泵)清洗管路，增大清洗水流量，提升清洗效果。

(3)通过设置流量计旁通阀V13，当流量计旁通阀V13打开时，清洗水流不再经过流量计M1，使得清洗水的流量大小不再受到流量计M1的限制。

(4)通过设置加料泵旁通阀V5，当加料泵旁通阀V5打开时，清洗水流不再经过加料泵P1，使得清洗水的流量大小不再受到加料泵P1的限制。

下面对加料加香系统的工作过程进行描述。

生产前：进料阀V1打开，料液、香精进入料罐T1。

预填充时：出料阀V2打开，加料泵P1启动，料液、香精从料罐T1流出，经出料阀V2、过滤器F1、加料泵P1、流量计M1、取样阀V6、喷嘴清洗阀V7、加料阀V8回到料罐T1，预先用料液、香精填充加料/加香管路。

生产时：雾化压空阀V9、加料阀V8打开，料液、香精经加料阀V8进入双介质喷嘴J1，在压缩空气的作用下雾化成小颗粒喷向物料(烟叶)，达到加料、加香的目的。

由于料液粘度高，香精也具有一定粘度，生产过程中容易黏附于料罐及管路中，尤其在过滤器、流量计、波纹管、喷嘴、弯头、变径等狭窄或流体流速变化的地方，若未及时得到有效清洗，就会形成糊状、层状或块状结垢，并且随着时间的推移结垢越来越厚、越来越牢，不但使管路的管径变小，而且结垢在生产过程中会因振动、冲刷等原因脱落、堵塞喷嘴和流量计等狭窄部位，造成加料加香流量波动和停机故障，对卷烟加料加香设备的正常运行和烟丝产品的质量产生不利影响。其故障现象例如表现为：生产过程中加料加香瞬时比例降低或明显波动，而加料泵(齿轮泵)的频率却升高，严重时可能发生双介质喷嘴完全不喷料的状况。因此，日常生产结束后需要对加料加香系统进行清洗，及时清洗黏附于料罐及管路系统中的料液、香精并排出系统，以减少料垢的产生。

在清洗之前，各阀的初始状态为：进料阀V1，出料阀V2，余料回收阀V3，排污阀V4，加料泵旁通阀V5，均处于关闭状态；取样阀V6，喷嘴清洗阀V7，均处于直通状态；加料阀V8面向料罐T1方向处于连通状态；雾化压空阀V9，喷吹阀V10，料罐清洗阀V11，均处于关闭状态；管路清洗阀V12处于直通状态；流量计旁通阀V13处于关闭状态。

在加料加香系统没有设置通气管L1，管路清洗阀V12，流量计旁通阀V13，加料泵旁通阀V5之前，改进前的加料加香系统的清洗方法如下面的表1所示：

表1

改进前的加料加香系统的清洗方法存在如下问题：

(1)受加料泵(齿轮泵)的流量限制，清洗不干净。

清洗进入第S1-4步时，加料泵输出流量较小，以35Hz频率运行，流量是50Kg/h。通过试验测试，此时随着加料泵的运行，水进入管道，料罐中水的重量从20Kg逐渐下降，下降到约16Kg时相对稳定、不再继续下降，说明要充满整个加料预填充管路需要约4Kg的水。然而，实际进行第S1-4步的清洗加料预填充管路时，加料泵只运行3分钟，在这3分钟内泵向加料预填充管路系统输送的水重量W＝50Kg/h÷60min/h×3min＝2.5Kg，即：在进行第S1-4步的清洗加料预填充管路时，加料泵所输送的清洗水不能充满整个加料预填充管路，加料预填充管路无法清洗干净。

(2)清洗耗时长。

整个清洗过程共耗时27分钟37秒，清洗积垢最严重的加料预填充管路的时间只有3分钟，占比11％，清洗效率低。

(3)过滤器存在憋气现象。

过滤器F1有时存在憋气现象，影响加料加香精度和清洗效果。

在加料加香系统增加设置通气管L1，管路清洗阀V12，流量计旁通阀V13，加料泵旁通阀V5之后，改进后的加料加香系统的清洗方法如下面的表2所示。

表2

参见表2，改进后的加料加香系统的清洗方法包括：

在步骤S2-1，打开管路清洗阀V12、加料泵旁通阀V5、流量计旁通阀V13，利用从管路清洗阀V12进入的清洗水第一次清洗加料加香系统的加料预填充管路。

其中，加料泵旁通阀V5、流量计旁通阀V13打开，使得清洗水的流量大小不会受到加料泵P1，流量计M1的影响。

在步骤S2-2，打开加料泵P1，关闭加料泵旁通阀V5、流量计旁通阀V13，利用从管路清洗阀V12进入的清洗水清洗加料泵P1、流量计M1。

在步骤S2-3，关闭加料泵P1，打开加料泵旁通阀V5、流量计旁通阀V13，利用从管路清洗阀V12进入的清洗水第二次清洗料加香系统的加料预填充管路。

其中，加料泵旁通阀V5、流量计旁通阀V13打开，使得清洗水的流量大小不会受到加料泵P1，流量计M1的影响。

在步骤S2-4～S2-5，关闭管路清洗阀V12，打开料罐清洗阀V11，利用从料罐清洗阀V11进入的清洗水清洗料罐T1，清洗预设时间后，关闭V11，打开出料阀V2、排污阀V4，清洗后的污水可以通过排污阀V4排出。

在步骤S2-6，打开喷吹阀V10、加料泵旁通阀V5，利用从喷吹阀V10进入的压缩空气将加料预填充管路中残留的污水排出。具体来说，压缩空气经过喷吹阀V10被分为两个方向，一个方向：压缩空气把通气管L1、管路清洗阀V12、料罐T1、出料阀V2中残留的污水吹向过滤器F1、排污阀V4排出，另一个方向：压缩空气把加料阀V8、喷嘴清洗阀V7、采样阀V6、流量计M1、加料泵旁通阀V5中残留的污水吹向排污阀V4排出。

改进后的加料加香系统的清洗方法具有以下优点：

(1)利用从管路清洗阀V12注入的清洗水清洗管路，用供水压力代替加料泵(齿轮泵)清洗管路，增大清洗水流量，提升清洗效果。例如，清洗水最大流量900Kg/h是原来清洗水流量50Kg/h的18倍，清洗更加彻底。

(2)清洗管路系统的水量共51Kg，完整冲洗遍数＝(51-4)/4＝11.75，即：该清洗方法可对管路系统冲洗11.75遍；清洗总时长从27.5分钟缩短至15.5分钟，缩短了44％，大幅提升加料加香系统管路的清洗效率；从而，用接近原先一半的时间彻底清洗加料预填充管路11.75遍，实现管路系统的彻底清洗，避免管道结垢。

(3)在清洗加料预填充管路过程中，部分时段加料泵、流量计被旁路，使清洗水的流量大小不会受到加料泵、流量计的限制，提升清洗效果。

需要说明的是，表1和表2中的清洗水流量、清洗总时长是在相同实验条件下得出的，当实验条件改变时，清洗水流量、清洗总时长的具体数值会相应变化，但表1和表2间的清洗水流量大小关系和清洗总时长大小关系并不会发生变化。

图3示出本公开一些实施例的加料加香系统的清洗控制装置的结构示意图。

如图3所示，该实施例的加料加香系统的清洗控制装置300包括：存储器310以及耦接至该存储器310的处理器320，处理器320被配置为基于存储在存储器310中的指令，执行前述任意一些实施例中的加料加香系统的清洗方法。

装置300还可以包括输入输出接口330、网络接口340、存储接口350等。这些接口330，340，350以及存储器310和处理器320之间例如可以通过总线360连接。

其中，存储器310例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。

其中，处理器320可以用通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管等分立硬件组件方式来实现。

其中，输入输出接口330为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口340为各种联网设备提供连接接口。存储接口350为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。总线360可以使用多种总线结构中的任意总线结构。例如，总线结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、微通道体系结构(Micro Channel Architecture，MCA)总线、外围组件互连(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线。

一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现加料加香系统的清洗方法的步骤。

(1)一种加料加香系统的清洗方法，包括：

打开管路清洗阀V12，利用从管路清洗阀V12进入的清洗水清洗加料加香系统的加料预填充管路；

关闭管路清洗阀V12，打开料罐清洗阀V11，利用从料罐清洗阀V11进入的清洗水清洗料罐T1；

清洗预设时间后，关闭料罐清洗阀V11，打开出料阀V2、排污阀V4，排出污水；

打开喷吹阀V10、加料泵旁通阀V5，利用从喷吹阀V10进入的压缩空气将加料预填充管路中残留的污水排出。

(2)根据(1)，清洗加料加香系统的加料预填充管路包括：

打开管路清洗阀V12、加料泵旁通阀V5、流量计旁通阀V13，利用从管路清洗阀V12进入的清洗水第一次清洗加料加香系统的加料预填充管路；

打开加料泵P1，关闭加料泵旁通阀V5、流量计旁通阀V13，利用从管路清洗阀V12进入的清洗水清洗加料泵P1、流量计M1。

(3)根据(2)，清洗加料加香系统的加料预填充管路还包括：关闭加料泵P1，打开加料泵旁通阀V5、流量计旁通阀V13，利用从管路清洗阀V12进入的清洗水第二次清洗料加香系统的加料预填充管路。

(4)根据(1)或(2)或(3)，利用从喷吹阀V10进入的压缩空气将加料预填充管路中残留的污水排出包括：压缩空气经过喷吹阀V10被分为两个方向，一个方向：压缩空气把通气管L1、管路清洗阀V12、料罐T1、出料阀V2中残留的污水吹向过滤器F1、排污阀V4排出，另一个方向：压缩空气把加料阀V8、喷嘴清洗阀V7、采样阀V6、流量计M1、加料泵旁通阀V5中残留的污水吹向排污阀V4排出。

本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机程序代码的非瞬时性计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本公开的较佳实施例，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。