1.本实用新型涉及卷烟技术领域，更具体地，涉及一种制丝排潮风机清洗装置。
背景技术：2.排潮风机广泛应用于烟草工业制丝生产线滚筒式、隧道式等加湿回潮或干燥设备上，与排潮筛网、调节风门、连接管道等组成排潮系统，作用是将生产过程中设备内部产生的多余潮气或废气排出，保证物料出口水分及温度的稳定，同时防止潮气及异味外溢影响现场环境。
3.滚筒式设备的排潮风机在经过连续几天的工作后，在排潮风机处会累积大量的灰垢，这些垢在料液的作用下会有粘性，并结块，粘附在扇叶和轮毂处，足以引起运行中的风机产生剧烈的振动，相应排潮风量出现明显减小，对生产工艺和设备造成不良影响，影响排潮风机的工作效率和使用寿命。在实际使用中，排潮风机出现的故障，伴随着异常振动和强烈异响，随之排潮风量下降，工艺设备上产生的多余潮气和废气无法及时得到抽吸而外溢，严重影响周边生产环境。更为严重的是，当振动强度达到风机系统所能承受的极限时，风机壳体会出现爆裂，导致故障停机，引起生产断流，对产品质量的控制产生不良影响。
4.这就要求我们在日常保养中定期清洗排潮风机，否则会导致排潮效果降低，影响工艺品质。目前车间采用的清洗方式是安排专人定期拆卸清洗，由于拆卸工作繁琐且耗时耗力(每次拆卸清洗耗费2-3小时)，且周期频繁，工作强度较大。
5.现有技术中公开一种用于烟草制丝线中排潮风机叶轮的清洗装置，主要包括温水进水管路、下水管路、疏通管路，所述温水进水管路一端与排潮风机的上部连通，所述温水进水管路的另一端与水汽混合器连接，所述水汽混合器上分别连接有清水进水管、饱和蒸汽进汽管，清水进水管上设有手动球阀ⅱ，饱和蒸汽进汽管上设有截止阀ⅱ；在所述温水进水管路上，在排潮风机与水汽混合器之间的管路上设有分支管道即疏通管路，疏通管路上设有电磁阀ⅱ；在疏通管路与排潮风机之间的温水管路上设有电磁阀ⅰ、手动球阀ⅰ，在疏通管路与水汽混合器之间的温水管路上设有截止阀ⅰ；所述下水管路与排潮风机的下部连通，在下水管道上设有两个气动球阀即气动球阀ⅰ、气动球阀ⅱ，还包括一个旁通管道，所述旁通管道设有手动球阀ⅲ；所述疏通管路的下端连接于气动球阀ⅰ和气动球阀ⅱ之间的位置；所述气动球阀ⅰ、气动球阀ⅱ分别与电磁换向阀ⅰ、电磁换向阀ⅱ连接。该方案虽然能够实现排潮风机的自动清洗，但是管路复杂，无法轻易推广。
技术实现要素：6.本实用新型提供一种制丝排潮风机清洗装置，解决风机叶轮上积垢的堆积问题。
7.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
8.一种制丝排潮风机清洗装置，包括制丝排潮风机本体，还包括设置于所述制丝排潮风机本体的风机壳体上的开孔，与所述开孔相配合的清洗管路和喷嘴，其中所述清洗管路的一端与外界水源连接，所述清洗管路的另一端与喷嘴连接，所述喷嘴的喷出口通过所
述开孔连通所述制丝排潮风机本体内部。
9.优选地，所述开孔为方形孔。
10.优选地，所述清洗管路包括第一旋拧阀、电磁阀、控制器和管道，其中，所述第一旋拧阀的一端与外界水源连接，所述第一旋拧阀的另一端与所述电磁阀的一端连接，所述电磁阀的另一端与所述喷嘴连接，所述电磁阀的控制端与所述控制器连接，所述管道用于连接外界水源、第一旋拧阀和电磁阀。
11.优选地，所述控制器为plc控制器。
12.优选地，所述清洗管路还包括第二旋拧阀，其中，所述第二旋拧阀的一端通过所述管道与外界水源连接，所述第二旋拧阀的另一端通过所述管道与所述喷嘴连接，
13.优选地，所述管道为金属软管。
14.优选地，所述喷嘴设置两个，所述清洗管路的另一端均与两个所述喷嘴连接，两个所述喷嘴的喷出口均通过所述开孔连通所述制丝排潮风机本体内部。
15.优选地，所述喷嘴的安装角度为45
°
。
16.优选地，所述开孔处设置了含内螺纹的牙套，所述牙套的外圆周与风机壳体焊接，所述牙套的内牙与喷嘴螺纹连接。
17.优选地，所述喷嘴的孔径为4mm，所述喷嘴的渐缩角为60
°
，所述喷嘴的喷流角为90
°
。
18.与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：
19.本实用新型在不改变原设备生产运行模式及设备正常运行状态的前提下,研究设计出适用于解决排潮风机叶轮积垢问题的在线自动清洗装置，并通过实际应用验证了装置的效果。按照本技术的设计，针对不同应用场景，只需对管路稍作修改，即可应用到其他设备上，具有较高的推广价值。
附图说明
20.图1为实施例1提供的装置结构示意图。
21.图2为实施例2提供的装置结构示意图。
22.图3为排潮系统运行示意图。
23.图4为实施例中排潮风量测试位置示意图。
24.图5为风机开孔示意图。
25.图6为喷嘴喷流形态模型示意图。
26.图7为牙套和喷嘴的结构示意图。
27.图8为喷嘴安装角度示意图。
28.图中，1为排潮风机本体，11为开孔，2为第一旋拧阀，3为电磁阀，4为喷嘴，5为控制器，6为第二旋拧阀，7为牙套。
具体实施方式
29.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
30.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
31.对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
32.下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
33.实施例1
34.本实施例提供一种制丝排潮风机清洗装置，如图1所示，包括制丝排潮风机本体1，还包括设置于所述制丝排潮风机本体1的风机壳体上的开孔11，与所述开孔11相配合的清洗管路和喷嘴4，其中所述清洗管路的一端与外界水源连接，所述清洗管路的另一端与喷嘴4连接，所述喷嘴4的喷出口通过所述开孔11连通所述制丝排潮风机本体1内部。
35.所述开孔11为方形孔。
36.所述清洗管路包括第一旋拧阀2、电磁阀3、控制器5和管道，其中，所述第一旋拧阀2的一端与外界水源连接，所述第一旋拧阀2的另一端与所述电磁阀3的一端连接，所述电磁阀3的另一端与所述喷嘴4连接，所述电磁阀3的控制端与所述控制器5连接，所述管道用于连接外界水源、第一旋拧阀2和电磁阀3。
37.所述控制器5为plc控制器5，常用的控制器5主要有单片微控制器5及plc逻辑控制器5，在选择上重点考虑两方面因素，一是保障清洗装置在生产过程中的可靠性，其次是便于程序设置。虽然单片机使用成本较低，但plc控制器5可靠性、便捷性好，且烟草工业领域广泛应用。因此一般选择plc作为清洗装置电控系统上的主控制器5。
38.在具体实施过程中，对现有的排潮系统系统进行分析，如图3所示，从生产工艺的角度看，在加湿回潮或干燥设备上影响物料工艺指标的主要因素有物料输送速度、蒸汽压力、排潮风量、加水量等。由于生产线上排潮电机大部分采用定频电机，在各项指标因素稳定的情况下，排潮风量是通过调整手动风门开度来实现的。然而风门开度的调整只是经验值，因此在生产过程中为防止频繁调整引起排潮风量的波动，一般情况下以初始调定为主。为进一步确定随着使用时间的变化，风机排潮风量是否逐渐减小，利用梗丝加料排潮风机为试点，分别对刚清洗完成和使用15个工作日的风机所产生的排风量进行测试。根据有关测试标准，在距离风门出风口200mm处截面轴线位置开ф30mm的测试孔，利用智能风量仪进行测试，如图4所示；
39.以梗加料工序为例，据测定，刚清洗完成的风机叶轮排风量为16m3/s，使用15个工作日后叶轮所产生的排风量为11.2m3/s，呈持续减小趋势。为验证排风量减小对生产工艺的影响，采取15个工作日内连续跟踪风机使用，每日梗加料的出口水分和出口温度工艺控制情况。如表1所示。
40.表1 3月15个工作日内出口水分及温度波动情况统计表
41.[0042][0043]
调查显示，风机在使用10个工作日后，物料出口水分及温度波动明显加大，15个工作日后，出口温度瞬时值已超出允差范围，现场伴随着风机的运行异响不断加大。
[0044]
排潮风量减小的原因及对设备的影响：
[0045]
在生产过程中，部分受潮后的微小烟草物质在气体涡流的作用下，经过排潮风机时被吸附在风机叶轮上使叶轮配重失调，高速旋转时在离心力和振动的作用下叶轮平衡遭到破坏。据统计，约每半个月生产线上排潮风机大部分出现不同程度的异常振动、噪音等情况，特别是梗丝加料滚筒、加香滚筒及螺旋蒸梗机等排潮风机表现得尤为严重。
[0046]
生产过程中风机出现异常振动时，采用测振仪对风机的电机表面进行测量最高振幅可达13mm/s，超出安全使用的规定范围，必须紧急停机进行处理。据调查，风机出现异常振动之前无明显前兆，突发性高且难以预防，在不及时停机的情况下会出现风机紧固螺栓松动，严重时出现壳体振裂等现象发生，存在较大的安全隐患。
[0047]
综上分析，由排潮风机叶轮积垢引发的问题不论是在工艺质量方面还是生产设备方面，所产生的不良影响均超出允许范围，因此对改进叶轮积垢问题有着重要的意义。
[0048]
在叶轮积垢问题上，分别对风机选型、滤网规格、系统密封性能及日常保养等影响因素进行了排查分析，结果均符合使用要求。而查阅相关资料显示，叶轮积垢是客观存在的，只是积垢堆积的快慢存在差异。故在探究改进方向上以消除叶轮上的积垢为切入点并形成以下解决方案：
[0049]
(1)排潮风机定期拆装清洗
[0050]
将排潮风机纳入定期维保计划，根据积垢影响时间周期每10个工作日拆下风机进行清洗。
[0051]
(2)排潮风机增设清洁窗清洗
[0052]
在风机壳体上开孔11增设活动清洁窗对风机进行清洗。
[0053]
(3)排潮风机在线自动清洗
[0054]
设计制作自动清洗装置对风机进行在线清洁。
[0055]
以上3个方案对解决叶轮积垢问题的针对性都较为明显，下文通过分析比较选出最优方案。
[0056]
(1)排潮风机定期拆装清洗
[0057]
按照作业流程，通过现场实施方式对风机进行拆装清洗，对风机拆装清洗过程中各项目的作业工时、作业人数等因素进行统计，见表2。
[0058]
表2 风机拆装清洗作业统计表
[0059][0060]
根据表2，利用人工对风机进行拆装清洗时间为110分钟，人数需要5人且大部分为高空作业。
[0061]
(2)排潮风机增设清洁窗清洗
[0062]
该方案作业内容需在风机壳体上开方形孔作为清洁窗口，开孔11位置根据积垢分布情况以及风机结构而定，本文将风机清洁窗选择在风机壳体径向面处，如图5所示。
[0063]
参考风机清洁窗口位置，在停机状态下对风机叶片进行清洗测试，对照表2对相关作业情况进行统计，见表3。
[0064]
表3 风机清洁窗口清洗作业统计表
[0065][0066]
(3)排潮风机在线自动清洗
[0067]
本方案与方案2的最大区别在于清洗过程是在线或离线。本方案选择在风机高速转动时进行，省去前后准备和清理现场的时间，即在方案2的基础上利用自动装置替换人工作业，根据方案2的试验结果，实际清洗时间只需20分钟，因此若采用方案3，由于清洗过程风机叶轮高速旋转，清洗效率相对于方案2只会提升不会下降，因此在20分钟内即可完成对
风机的清洗且不受作业环境的影响。
[0068]
以上分析结果，统计如表4.
[0069]
表4 方案试验结果汇总
[0070][0071]
综上分析，从方案使用后的便捷性及安全性等考虑，方案3即排潮风机在线自动清洗为最佳方案。
[0072]
实施例2
[0073]
本实施例提供一种制丝排潮风机清洗装置，如图2所示，包括制丝排潮风机本体1，还包括设置于所述制丝排潮风机本体1的风机壳体上的开孔11，与所述开孔11相配合的清洗管路和喷嘴4，其中所述清洗管路的一端与外界水源连接，所述清洗管路的另一端与喷嘴4连接，所述喷嘴4的喷出口通过所述开孔11连通所述制丝排潮风机本体1内部。
[0074]
所述开孔11为方形孔。
[0075]
所述清洗管路包括第一旋拧阀2、电磁阀3、控制器5和管道，其中，所述第一旋拧阀2的一端与外界水源连接，所述第一旋拧阀2的另一端与所述电磁阀3的一端连接，所述电磁阀3的另一端与所述喷嘴4连接，所述电磁阀3的控制端与所述控制器5连接，所述管道用于连接外界水源、第一旋拧阀2和电磁阀3。
[0076]
所述控制器5为plc控制器5。
[0077]
所述清洗管路还包括第二旋拧阀6，其中，所述第二旋拧阀6的一端通过所述管道与外界水源连接，所述第二旋拧阀6的另一端通过所述管道与所述喷嘴4连接，
[0078]
所述管道为金属软管。
[0079]
所述喷嘴4设置两个，所述清洗管路的另一端均与两个所述喷嘴4连接，两个所述喷嘴4的喷出口均通过所述开孔11连通所述制丝排潮风机本体1内部。
[0080]
实施例3
[0081]
本实施例在实施例1和实施例2的基础上，公开喷嘴4的选型：
[0082]
①
喷嘴4孔径的确定
[0083]
根据孔口出流关系：
[0084][0085]
式中，δ
p
为孔口前后压差(pa)，a为孔口面积(m2)，ρ为流体的密度(kg/m3)，cd为流量系数，qv为流量(m3/s)。
[0086]
水源在常温及不加压的情况下，密度与孔口前压保持一致，根据式(1)可知孔口出
流与流量系数及孔口面积有关。根据表5，流量系数cd与管径d与孔径d比值关系，综合考虑流量及射程，在安装管径为dn15时取cd＝0.644，则(d/d)2＝0.25，最大孔径为：
[0087][0088]
取中间值并圆整至整数，即确定孔径d＝4
㎜
。
[0089]
表5cd与d/d的关系表
[0090][0091]
②
喷嘴4渐缩角的确定
[0092]
查阅《机械设计手册》，对喷嘴4渐缩角的大小进行测定，见表6。
[0093]
表6 管道入口处局部阻力系数表
[0094][0095]
根据表6，re﹥104，确定喷嘴4渐缩角α＝60
°
。
[0096]
③
喷嘴4喷流角的确定
[0097]
喷嘴4在风机壳体上的安装位置与叶轮径向距离为50
㎜
，叶轮宽度为100
㎜
，为确保近距离对叶轮覆盖清洗，选择喷流形状为扇形的喷嘴4并根据其喷流形态可得到以下等腰三角形模型，如图6所示，图中a为喷嘴4喷流角，h＝50
㎜
,bc＝100
㎜
，即喷嘴4喷流角度：
[0098]
∠a＝180
°‑
cos∠b
×
2＝93
°
[0099]
数据圆整后，取a＝90
°
作为实际加工角度。
[0100]
④
喷嘴4固定方式设计
[0101]
喷嘴4在风机壳体安装位置为弧形壳体表面及不锈钢材质，在固定方式上设计了牙套7(含内螺纹)，如图7所示，外圆与风机壳体焊接，内牙与喷嘴4采用螺纹连接的方式，便于喷嘴4拆装，加工件均采用不锈钢材料。
[0102]
喷嘴4安装角度的确定：
[0103]
叶轮积垢重点分布在叶片内侧入风口位置，积垢清洗时水流需通过相邻的叶片缝
隙，即叶片缝隙所形成的夹角是作为喷嘴4安装角度的基础，而叶片缝隙夹角可依单叶片安装角度而定。下面根据叶轮结构先对叶片角度进行测定。
[0104]
据测量，叶片切线方向与风机壳体圆周方向之间的夹角β＝90
°
，即相邻叶片形成的轮廓为方形其缝隙夹角对角线为45
°
，即可确定喷嘴4安装角度为45
°
，见图8。
[0105]
在具体的实施例中，以梗加料风机为例，根据自动清洗装置设计要求，做好备件准备，见表6。
[0106]
表6 备件表
[0107]
名称规格材质数量闸阀1/2＇黄铜2套水管1/2＇无缝钢2m外螺纹接头1/2＇不锈钢8套弯头1/2＇不锈钢4套电磁阀31/2＇黄铜1套喷嘴41/2＇不锈钢2个金属软管1/2＇不锈钢2条
[0108]
采用附近的水汽控制柜引出水源，接出后分为2路清洗水管路并通过金属软管与喷嘴4进行连接，一路为清洗电磁阀3由电控程序控制工作状态，另一路为旁路处于常闭状态。采用双喷嘴4安装以保证清洗效果。
[0109]
试验效果：
[0110]
排潮风机在线自动清洗装置投入使用后，自动清洗过程风机运行平稳，各配合密封部位无泄漏，排污管路无堵塞现象，生产过程各项工艺指标正常。根据装置使用前积垢影响的故障周期，连续跟踪使用15天，排潮风机没有出现异常振动和排潮风量减小的现象，拆开风机进行检验，叶轮干净无积垢，风机壳体内腔也较为干净无积水。
[0111]
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
[0112]
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0113]
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
技术特征：1.一种制丝排潮风机清洗装置，包括制丝排潮风机本体(1)，其特征在于，还包括设置于所述制丝排潮风机本体(1)的风机壳体上的开孔(11)，与所述开孔(11)相配合的清洗管路和喷嘴(4)，其中所述清洗管路的一端与外界水源连接，所述清洗管路的另一端与喷嘴(4)连接，所述喷嘴(4)的喷出口通过所述开孔(11)连通所述制丝排潮风机本体(1)内部。2.根据权利要求1所述的制丝排潮风机清洗装置，其特征在于，所述开孔(11)为方形孔。3.根据权利要求1所述的制丝排潮风机清洗装置，其特征在于，所述清洗管路包括第一旋拧阀(2)、电磁阀(3)、控制器(5)和管道，其中，所述第一旋拧阀(2)的一端与外界水源连接，所述第一旋拧阀(2)的另一端与所述电磁阀(3)的一端连接，所述电磁阀(3)的另一端与所述喷嘴(4)连接，所述电磁阀(3)的控制端与所述控制器(5)连接，所述管道用于连接外界水源、第一旋拧阀(2)和电磁阀(3)。4.根据权利要求3所述的制丝排潮风机清洗装置，其特征在于，所述控制器(5)为plc控制器(5)。5.根据权利要求3或4所述的制丝排潮风机清洗装置，其特征在于，所述清洗管路还包括第二旋拧阀(6)，其中，所述第二旋拧阀(6)的一端通过所述管道与外界水源连接，所述第二旋拧阀(6)的另一端通过所述管道与所述喷嘴(4)连接。6.根据权利要求5所述的制丝排潮风机清洗装置，其特征在于，所述管道为金属软管。7.根据权利要求1所述的制丝排潮风机清洗装置，其特征在于，所述喷嘴(4)设置两个，所述清洗管路的另一端均与两个所述喷嘴(4)连接，两个所述喷嘴(4)的喷出口均通过所述开孔(11)连通所述制丝排潮风机本体(1)内部。8.根据权利要求7所述的制丝排潮风机清洗装置，其特征在于，所述喷嘴(4)的安装角度为45
°
。9.根据权利要求8所述的制丝排潮风机清洗装置，其特征在于，所述开孔(11)处设置了含内螺纹的牙套(7)，所述牙套(7)的外圆周与风机壳体焊接，所述牙套(7)的内牙与喷嘴(4)螺纹连接。10.根据权利要求8所述的制丝排潮风机清洗装置，其特征在于，所述喷嘴(4)的孔径为4mm，所述喷嘴(4)的渐缩角为60
°
，所述喷嘴(4)的喷流角为90
°
。
技术总结本实用新型公开一种制丝排潮风机清洗装置，包括制丝排潮风机本体，还包括设置于所述制丝排潮风机本体的风机壳体上的开孔，与所述开孔相配合的清洗管路和喷嘴，其中所述清洗管路的一端与外界水源连接，所述清洗管路的另一端与喷嘴连接，所述喷嘴的喷出口通过所述开孔连通所述制丝排潮风机本体内部。本实用新型在不改变原设备生产运行模式及设备正常运行状态的前提下,研究设计出适用于解决排潮风机叶轮积垢问题的在线自动清洗装置，并通过实际应用验证了装置的效果。按照本申请的设计，针对不同应用场景，只需对管路稍作修改，即可应用到其他设备上，具有较高的推广价值。具有较高的推广价值。具有较高的推广价值。
技术研发人员：黄江 卢宏波
受保护的技术使用者：广东中烟工业有限责任公司
技术研发日：2022.08.08
技术公布日：2022/12/1
