刘晓钢 王磊
河南中烟工业有限责任公司洛阳卷烟厂
摘要：针对灰ZJ19卷烟机排尘管路中的橡胶管，在生产过程中，频繁被排出灰尘磨擦损坏，需频繁更换。通过对该部位的长期观察，反复改进，运用空气动力学原理设计制作出“新型排尘导流器”，加装在排尘管路之间，改变了烟尘气流的运行轨迹，最大限度地减少了烟尘气流对排尘管路的磨损，从而实现排尘管路两年内零维修、零换件的良好效果。不仅降低了维修费用，消除工作环境污染，同时提高了产品质量，降低了维修工的劳动强度。
关键词：卷烟机 灰尘分离 管路 磨损 灰尘导流器
ZJ19卷烟机是我国80年代末，从英国MOLNS公司引进的卷接机组。其生产速度适中,烟支质量好,自动化程度较高，技术较先进,可靠性好，维修简便，实用性强，目前仍是卷烟生产的主力设备。
在卷烟机的中压风力系统中，安装有一个灰尘分离器。气流中的烟尘经过灰尘分离器分离后，在集中负压的作用下，排出灰尘分离器，形成高浓度含灰混合气流，通过一段橡胶管进入集中负压除尘系统排除。但在生产过程中，该段橡胶管损坏频繁，平均每周就需更换一次，不仅造成工作环境污染，影响烟支产品质量，原辅材料消耗上升，同时也增加了维修工的工作量。
一、故障表现及原因分析
ZJ19卷烟机的中压风力系统，是一个负压段和正压段均参与烟丝除尘，烟丝输送、吸丝成形及风分除梗的循环风力系统。为了保证中压风力系统的工作质量，在该系统的吸风段安装了一个灰尘分离器。把混合气流中的灰尘，经过灰尘分离器分离后，形成高浓度含灰的混合气流排出，进入与除尘管道相连接的一段长0.3m的橡胶管。通过橡胶管后，被除尘负压吸走排除。
由于灰尘分离器排灰管口与负压除尘抽吸管口，在设备内部的空间位置和方向角度不同，加之空间距离所限，使连接灰尘分离器排灰管口和负压除尘抽吸管口的橡胶管必须呈圆弧弯曲状。
除尘负压高达9500pa以上，使排灰口排出的烟尘混合气流，高速通过圆弧弯曲状的橡胶管。烟尘混合气流在离心力的作用下，在橡胶管中分离形成烟尘流，集中运行于橡胶管内表面的圆弧外侧，与管壁发生摩擦，逐渐把管壁磨薄磨透。造成橡胶管损坏，导致灰尘、烟沫外泄。
二、改进思路及方法
通过观察，磨损最严重的地方，是位于圆弧曲率最大的一段，而接近直线的橡胶管，磨损程度较小。要避免橡胶管摩擦损坏，就必须让橡胶管保持直线状态，使灰尘气流在橡胶管路中运行时，不发生方向改变。
按照设计的图纸，进行加工，制造出实物，开发出了45#钢材质的灰尘导流装置---“灰尘导流器”见图、
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图1、图2 排尘导流器设计图纸
排尘导流器原理：烟尘气流由排尘导流器进口进入导流器主管后，由于管径变大，灰尘气流的速度会降低很多，在没有撞击到管壁时，烟尘气流就开始改变方向，在烟尘气流改变方向的位置，空间比原来大了很多，由于有足够的空间供其变向，变向过程中的排尘气流与导流器管壁发生的摩擦十分轻微，对排尘导流器管壁造成磨损就很小，也就不会造成气流动能的损失，因而也就节约了能源，
根据空气动力学的原理，把排尘导流器进口的气流运动速度和排尘导流器导流腔的气流运动速度进行计算。
根据气体连续性方程： ρV1A1=ρV2A2
代入数值计算得： V2=ρV1A1 ／ρA2 =πR12ρV1／πR22ρ=0.16V1
R1---排尘导流器进口半径=10mm
R2---排尘导流器导流腔半径=25mm
ρ---排尘气体密度
V1---排尘导流器进口气流运动速度
V2---排尘导流器导流腔气流运动速度
A1---排尘导流器进口管道截面积=πR12=100πmm2
A2---排尘导流器导流腔截面积=πR22=625πmm2
可以看出，排尘导流器导流腔的灰尘气流运动速度降低了很多，仅为灰尘导流器进口灰尘气流运动速度的0.16。速度的降低，就降低了灰尘气流转向的离心力，并且转向空间的扩大，使得灰尘流对转向位置管壁的摩擦大大减少。
3、改进效果
经过两年的使用，对橡胶管和灰尘导流器进行检查，橡胶管虽然已经老化变硬，但是内表面磨损程度很轻微，仍可以使用，不需要更换，而排尘导流器导流腔、进口、出口管壁的内表面，磨损也很轻微。在排尘导流器内部，也没有任何积尘。
参考文献：
[1]《ZJ19卷接机组随机图册》许昌烟机厂.
[2]舒帆.影响旋风除尘器除尘效率的因素分析[J],粮食加工.2008, 33 (3):73-75