白乳胶液溢流排气暂存装置的设计研究

杨晓明 赵扬 李惠峰 王锋 李治东

摘要：目前在卷烟生产过程中，大部分设备采用供胶管直接连接胶水桶的供胶方式，供胶管安装在一个顶盖上面，每当胶水桶内胶水用完时，可直接将顶盖提起放到新胶水桶上面即可完成胶水更换。在使用过程中发现，添加胶水的过程会将空气抽吸到供胶系统中，涂胶时就容易造成部分产品无胶的卷烟产品质量问题。为解决该问题研究设计了白乳胶液溢流排气暂存装置，通过该装置排出供胶系统中混入的空气，以车间现有机型GDX1包装机为实验对象，统计加装白乳胶液溢流排气暂存装置前后每次加胶过程中空气混入供胶系统的情况，出现空气混入率由95%降低到了0% ，该技术可为卷烟生产线供胶系统排出空气提供支持。

关键词：白乳胶液溢流排气；供胶系统；排出空气；设计改进；

1问题分析

在生产过程中，卷接和包装设备需要用到大量乳胶对卷烟纸、包装纸进行涂胶粘贴，目前我厂大部分设备都采用供胶管直接连接胶水桶的供胶方式，将供胶管安装在一个特制顶盖上面（如图1所示），每当胶水桶内胶水用完时，可直接将顶盖提起放到新胶水桶上面即可完成胶水更换。这种供胶方式保证了胶水的新鲜纯净性，减少了工人的劳动强度。但是使用过程中也发现，每次将顶盖从旧胶桶提起放到新胶桶上面的过程中，如果恰好供胶泵正在吸取胶水，就会将空气抽吸到供胶系统中，涂胶时就容易造成部分产品无胶的卷烟产品质量问题。

图1供胶方式示意图

1.2数据分析

调查分析GDX1机组在连续20次胶水添加过程中，供胶系统吸入空气的情况得到数据表1，从表中可以看出原供胶系统在20次胶水添加过程中出现空气混入19次，平均出现空气混入率达95%次，严重影响产品质量，因此有必要提供白乳胶液溢流排气暂存装置，解决胶水添加时空气被抽吸进入供胶系统的问题。

表1 原供胶系统更换胶水时空气混入情况

次数	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
空气混入情况	是	是	是	是	是	否	是	是	是	是
次数	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
空气混入情况	是	是	是	是	是	是	是	是	是	是
小结	20次胶水添加过程中，出现空气混入情况19次，平均平均出现空气混入率=19/20X100%=95%

2、改进方法

2.1设计思路

提出了一种白乳胶液溢流排气暂存装置，让胶桶内所有胶水被胶水泵抽吸起来后，都要经过该装置才能进入供胶系统，对白乳胶液进行暂存，利用空气密度小于白乳胶液密度的原理，将抽吸到装置内部的空气通过溢胶口从装置内排出，避免更换胶桶时空气直接进入供胶系统，从而解决该问题。

2.2具体结构

具体结构如图2所示：储胶罐（1）、顶盖（2）、固定架（3）。

如图3所示，储胶罐（1）为中空的圆柱体，材质为304不锈钢；在储胶罐顶部沿桶口处设有螺纹（11），用于顶盖（2）的安装固定；所述储胶罐（1）的底部为漏斗状，其作用是便于桶内胶水集中流入出胶口（13）；在储胶罐周身还设有进胶口（12）和溢胶口（14），所述进胶口安装位置低于溢胶口，其目的是便于较重的白乳胶液流入储胶罐底部，让较轻的空气从溢胶口排出。所述进胶口（12）、出胶口（13）和和溢胶口（14）均为多阶同轴且呈不同外径的阶梯状圆柱，其目的是防止安装在接头上的软管脱落。

 

如图4所示，顶盖本体为中空结构，顶盖（2）周边设有若干均布的凸块（21），起到安装拆卸顶盖时省力的目的；所述顶盖内设有螺纹（22），用于顶盖在储胶罐上的安装锁紧固定。           

如图5所示，固定架（3）为中间设有凹槽的块状，固定架（3）中间凹槽（31）用于和储胶罐（1）焊接相连，固定架（3）两端中部位置设有腰型槽（32），用于固定架在机架上的安装固定，腰型槽的设计也便于安装位置的调整，腰型槽大口便于快速折卸。

2.3工作原理

安装时，将固定架（3）焊接在储胶罐（1）上，储胶罐（1）通过固定架（3）安装在机架上。储胶罐的进胶口（12）与供胶泵出口连接，储胶罐的出胶口（13）连接到设备的供胶装置，溢胶口（14）连接到胶水桶内（如图6所示）。

图6 实用新型工作原理图

工作时，白乳胶液通过供胶泵从桶内输送到储胶罐（1）内，并通过出胶口（13）输送到设备，当储胶罐（1）内的供胶量大于出胶量时，储胶罐内胶位逐渐上升，达到一定高度时多余胶水就会从溢胶口（14）流回胶水桶内，形成了一个白乳胶液循环过程。当更换胶水桶时，若有空气被吸入供胶泵时，就会沿管路进入到储胶罐（1）内，密度较小的空气在储胶罐（1）往上升，最终从溢胶口（14）流回胶水桶内，并从胶水桶内释放到大气中，杜绝了更换胶桶时空气被抽吸进入供胶系统的问题。

3、应用效果

3.1实验设计

材料：“玉溪（软初心）”牌粗支烟，长度84mm（由云南中烟工业有限责任公司大理卷烟厂生产）。

设备：GDX1小盒透明纸包装机1台（上海烟草机械有限责任公司）。

方法：测试使用新设计安装白乳胶液溢流排气暂存装置的效果，在装置安装使用后，调查统计GDX1机组在连续20次胶水添加过程中，供胶系统吸入空气的情况并与改进安装前数据进行对比分析。

次数	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
空气混入情况	否	否	否	否	否	否	否	否	否	否
次数	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
空气混入情况	否	否	否	否	否	否	否	否	否	否
小结	20次胶水添加过程中，出现空气混入情况0次，平均出现空气混入率0%

3.2数据分析

由表1可见，在安装使用白乳胶液溢流排气暂存装置之后，供胶系统出现空气混入情况由95%降低至0%，可见针对GDx1供胶系统改进设计的白乳胶液溢流排气暂存装置对降低供胶系统添加胶水是空气混入的情况起着很大的作用，解决了更换胶桶时空气被抽吸进入供胶系统的难题，保证了产品的合格率。

4、结论

.根据生产过程中出现的问题，研究设计了白乳胶液溢流排气暂存装置，使用该装置之后，供胶系统在添加胶水过程中空气混入的情况得到彻底解决，。以大理卷烟厂再用设备GDX1为对象，对供胶系统在添加胶水过程过程进行测试。结果表明：在白乳胶液溢流排气暂存装置之后，出现供胶系统出现空气混入率由95%降低至0%。有效保障了生产质量，同时该技术可为生产线供胶系统排出空气提供支持。

参考文献：

[1]成大先.机械设计手册(第五版)[M].北京：化学工业出版社（13）.

[2]GDX1包装机使用说明书；上海烟草机械有限责任公司，2010.

[3]陈元利 杨华伦.GDX1包装机组条盒上胶装置的改进[J]烟草科技.2007(05);0027-02