一种调速式三轴打叶器及其打叶方法与流程

本发明涉及一种调速式三轴打叶器及其打叶方法，特别涉及一种打叶复烤的中打叶效率的提升以及打叶方法，尤其是三轴打叶器和动态调速的打叶辊，属于烟草加工装置以及烟草打叶方法技术领域。

背景技术：

现有的打叶复烤生产用的卧式打叶器均是单轴打叶器，这样的打叶器的入料口只有一个，使得投料的速率受到严重的制约，而且现有的打叶复烤生产用的卧式打叶方法均是单层框栏的单轴打叶器。

现有的技术完成一次打叶包含如下步骤：

烟叶由打叶器的单入料口进入到单轴打叶器，由高速转动的打叶辊转动带动，并且形成转动方向的烟叶流；在打叶辊的带动下，烟叶被抛向打叶辊下面的框栏中，由打叶辊上面的打刀与框栏和固定打刀产生接触，相互摩擦，框栏开口处的棱边和打刀将烟叶从烟梗上撕裂下来；撕裂下来的叶片从单轴打叶辊下面的框栏开口处落下，最后从打叶器的下部出料口排除。这样不断地进料，出料。形成打叶过程。由上面可知，如果要改变打叶片形的大小，需要进行框栏的更换，而且，由于只有一个打叶辊，严重制约了入料和打叶的过程，这严重制约了打叶的效率，并且更换框栏费时费力，严重制约了打叶效率。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种具有双入料口，并且只通过调整上打叶辊的转速来提高打叶质量的调速式三轴打叶器及其打叶方法。

本发明采用的的技术方案是：一种调速式三轴打叶器，包括叶片检测系统15、壳体14及安装在壳体14内的挡料板1、上打叶辊2、打刀ⅰ3、下打叶辊ⅱ4、固定打刀ⅰ5、打刀ⅱ6、右框栏7、变速电动机8、左框栏9、打刀ⅲ10、下打叶辊ⅰ12、固定打刀ⅱ13；叶片检测系统15包括光源18、相机16、图像处理及控制系统17；

所述壳体14上端设有两个进料口，两个进料口上端通过挡料板1隔开，两个进料口的下端安装上打叶辊2，上打叶辊2上安装有多个打刀ⅰ3，上打叶辊2下端并排安装有半圆形左框栏9、右框栏7，左框栏9、右框栏7内分别安装有下打叶辊ⅰ12、下打叶辊ⅱ4，下打叶辊ⅰ12上安装有多个打刀ⅲ10，下打叶辊ⅱ4上安装有多个打刀ⅱ6，下打叶辊ⅰ12、下打叶辊ⅱ4分别连接步进电机且与上打叶辊2上下错位安装，左框栏9、右框栏7的两外侧端最高点分别与壳体14的内壁接触，两接触点均安装有固定打刀ⅰ5，左框栏9、右框栏7两内侧端的顶部通过连接板连接在一起，连接板上固定有固定打刀ⅱ13，变速电动机8安装在壳体14底部中间位置且与上打叶辊2连接，出料口安装在壳体14底部的一侧，叶片检测系统15安装在出料口处且相机16正对出料口，变速电动机8、相机16、步进电机均与图像处理及控制系统17连接。

优选地，所述的上打叶辊2上的打刀ⅰ3的端部设有耐磨层19。

优选地，所述的耐磨层19采用氮化硼颗粒制成。

优选地，所述的变速电动机8采用变速多级三相异步电动机，上打叶辊2与变速电动机8采用链传动。

优选地，所述的相机16为工业相机。

优选地，所述的固定打刀ⅰ5通过焊接螺栓11固定在壳体14内壁上。

优选地，所述的打刀ⅲ10、打刀ⅱ6端部与对应框栏之间的距离为8-10mm。

优选地，壳体14左侧壁上的固定打刀ⅰ5与固定打刀ⅱ13之间的距离、固定打刀ⅱ13与壳体14右侧壁上固定打刀ⅰ5之间的距离均为左框栏9、右框栏7的半圆直径。

优选地，所述下打叶辊ⅰ12、下打叶辊ⅱ4与各自连接的步进电机采用链传动，下打叶辊ⅰ12、下打叶辊ⅱ4转速固定。

优选地，所述的上打叶辊2的转动方向是从左向右，下打叶辊ⅱ4的转动方向是从左向右，下打叶辊ⅰ12的转动方向是从右向左。

一种所述的调速式三轴打叶器的打叶方法，其特征在于：包含如下步骤：

步骤1、按照不同的烟叶的打叶质量指标，启动变速电动机8和另外的两个步进电机，按照经验设定好转速，驱动三个打叶辊转动，当烟叶物料由打叶器入料口进入打叶器后，由自左向右转动的上打叶辊2进行分流，并与打刀ⅱ6、打刀ⅲ10、固定打刀ⅰ5、固定打刀ⅱ13接触，实现初步的打叶撕裂；

步骤2、初步打叶后的碎片在上打叶辊2的转动下，由离心力的作用，落入到两个下打叶辊上，左边初步破碎的烟叶落在下打叶辊ⅰ12上，右边初步破碎的烟叶落在下打叶辊ⅱ4上，由于下打叶辊ⅰ12和下打叶辊ⅱ4上的打刀ⅲ10、打刀ⅱ6与左框栏9和右框栏7以及固定打刀ⅰ5、固定打刀ⅱ13之间存在较大的速度差，产生一定的力作用在初步打叶碎片上，右框栏7、左框栏9开口处的棱边和固定打刀ⅰ5将叶片从叶梗上撕下来；

步骤3、被撕下来的叶片、梗以及叶带梗，当其外形尺寸小于左框栏9、右框栏7中空隙的尺寸时，从空隙中落下并从壳体14下部出料口排出；

步骤4、叶片检测系统15中的相机16实时的拍摄出料口排除的烟叶的形状大小并将拍摄的照片传送给图像处理及控制系统17，图像处理及控制系统17根据叶片结构指标的指定大小自动调整变速电动机8的转速，从而改变上打叶辊2的转速，实现烟叶形状大小的动态调整，从而使最终的叶片大小发生改变；

步骤5、重复步骤1—步骤4，直到打叶完成。

本发明的有益效果是：本发明解决了现有技术下打叶机受到入料口单一，入料效率低下的制约以及不能通过的改变打叶辊转速来提高叶片打叶质量的方法。采用本发明。只需要进行动态的闭环控制，在烟叶检测系统和可变速多级三项异步电机以及上打叶辊的作用下，可完全实现上打叶辊的转速变动，通过动态调节上打棍机的转速使烟叶的各项指标符合标准，实现烟叶大小的动态控制，不需要通过更换框栏来改变打叶的质量，不仅提高了入料的效率，还节约了打叶的时间，和更换框栏的劳动成本。

附图说明

附图1为实施例的主体外观主视图；

附图2为实施例的叶片检测系统示意图；

附图3为实施例的上打叶辊打刀示意图；

附图4为实施例的三轴打叶辊机构结构示意图。

图中各标号为：挡料板-1、上打叶辊-2、打刀ⅰ-3、下打叶辊ⅱ-4、固定打刀ⅰ-5、打刀ⅱ-6、右框栏-7、变速异步电动机-8、左框栏-9、打刀ⅲ-10、焊接螺栓-11，下打叶辊ⅰ-12、固定打刀ⅱ-13、壳体-14、叶片检测系统-15、相机-16、图像处理及控制系统-17、光源-18、耐磨层叶片19。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步阐述，但是本发明不限于以下实施例。

实施例1：如图1-4所示，一种调速式三轴打叶器，包括叶片检测系统15、壳体14及安装在壳体14内的挡料板1、上打叶辊2、打刀ⅰ3、下打叶辊ⅱ4、固定打刀ⅰ5、打刀ⅱ6、右框栏7、变速电动机8、左框栏9、打刀ⅲ10、下打叶辊ⅰ12、固定打刀ⅱ13；叶片检测系统15包括光源18、相机16、图像处理及控制系统17；

所述壳体14上端设有两个进料口，两个进料口上端通过挡料板1隔开，两个进料口的下端安装上打叶辊2，上打叶辊2上安装有多个打刀ⅰ3，上打叶辊2下端并排安装有半圆形左框栏9、右框栏7，左框栏9、右框栏7内分别安装有下打叶辊ⅰ12、下打叶辊ⅱ4，下打叶辊ⅰ12上安装有多个打刀ⅲ10，下打叶辊ⅱ4上安装有多个打刀ⅱ6，下打叶辊ⅰ12、下打叶辊ⅱ4分别连接步进电机且与上打叶辊2上下错位安装(即上打叶辊2在下打叶辊ⅰ12、下打叶辊ⅱ4上方中间的位置)，左框栏9、右框栏7的两外侧端最高点分别与壳体14的内壁接触，两接触点均安装有固定打刀ⅰ5，左框栏9、右框栏7两内侧端的顶部通过连接板连接在一起，连接板上固定有固定打刀ⅱ13，变速电动机8安装在壳体14底部中间位置且与上打叶辊2连接，出料口安装在壳体14底部的一侧，叶片检测系统15安装在出料口处且相机16正对出料口，变速电动机8、相机16、步进电机均与图像处理及控制系统17连接。

进一步地，所述的上打叶辊2上的打刀ⅰ3的端部设有耐磨层19，通过耐磨层19可以有效提高打刀ⅰ3的使用寿命。

进一步地，所述的耐磨层19采用氮化硼颗粒制成。

进一步地，所述的变速电动机8采用变速多级三相异步电动机，上打叶辊2与变速电动机8采用链传动，所述下打叶辊ⅰ12、下打叶辊ⅱ4与各自连接的步进电机采用链传动，下打叶辊ⅰ12、下打叶辊ⅱ4转速固定。链式传动结构简单，传动稳定。

进一步地，所述的相机16为工业相机，拍摄照片更加清晰。

进一步地，所述的固定打刀ⅰ5通过焊接螺栓11固定在壳体14内壁上，连接结构简单。

进一步地，所述的打刀ⅲ10、打刀ⅱ6端部与对应框栏之间的距离为8-10mm，稍留间隙，既不会影响打刀ⅲ10、打刀ⅱ6的转动，又能充分打散叶片。

进一步地，壳体14左侧壁上的固定打刀ⅰ5与固定打刀ⅱ13之间的距离、固定打刀ⅱ13与壳体14右侧壁上固定打刀ⅰ5之间的距离均为左框栏9、右框栏7的半圆直径。

进一步地，所述的上打叶辊2的转动方向是从左向右，下打叶辊ⅱ4的转动方向是从左向右，下打叶辊ⅰ12的转动方向是从右向左。即下打叶辊ⅱ4、下打叶辊ⅰ12速度固定不可变速，且二者转动方向相反。

通过变速电动机8控制实现上打叶辊2的转速变化，改变打叶片形。

如图2所示，叶片检测系统15可实时检测出料口排除烟叶物料的形状大小，图像处理及控制系统17根据检测出料口烟叶物料的的形状大小变速电动机8，改变其转速，从而改变上打叶辊2的转速，使得下打叶辊ⅰ12和下打叶辊ⅱ4上的打刀ⅲ10、打刀ⅱ6与左框栏9和右框栏7以及固定打刀ⅰ5、固定打刀ⅱ13之间存在较大的速度差，最终使他们之间形成的撕扯力改变，使打叶片形改变。

一种所述调速式三轴打叶器的打叶方法，包括如下步骤：

步骤1、按照不同的烟叶的打叶质量指标，启动变速电动机8和另外的两个步进电机，按照经验设定好转速，驱动三个打叶辊转动，当烟叶物料由打叶器入料口进入打叶器后，由自左向右转动的上打叶辊2进行分流，并与打刀ⅱ6、打刀ⅲ10、固定打刀ⅰ5、固定打刀ⅱ13接触，实现初步的打叶撕裂；

步骤2、初步打叶后的碎片在上打叶辊2的转动下，由离心力的作用，落入到两个下打叶辊上，左边初步破碎的烟叶落在下打叶辊ⅰ12上，右边初步破碎的烟叶落在下打叶辊ⅱ4上，由于下打叶辊ⅰ12和下打叶辊ⅱ4上的打刀ⅲ10、打刀ⅱ6与左框栏9和右框栏7以及固定打刀ⅰ5、固定打刀ⅱ13之间存在较大的速度差，产生一定的力作用在初步打叶碎片上，右框栏7、左框栏9开口处的棱边和固定打刀ⅰ5将叶片从叶梗上撕下来；

步骤3、被撕下来的叶片、梗以及叶带梗，当其外形尺寸小于左框栏9、右框栏7中空隙的尺寸时，从空隙中落下并从壳体14下部出料口排出；

步骤4、叶片检测系统15中的相机16实时的拍摄出料口排除的烟叶的形状大小并将拍摄的照片传送给图像处理及控制系统17，图像处理及控制系统17根据叶片结构指标的指定大小自动调整变速电动机8的转速，从而改变上打叶辊2的转速，实现烟叶形状大小的动态调整，从而使最终的叶片大小发生改变；

步骤5、重复步骤1—步骤4，直到打叶完成。

步骤4中具体调整如下：如烟叶的大片率超标，图像处理及控制系统17会增加变速电动机8的转速，使上打叶辊2的转速提高，增加撕扯力，直到烟叶的大片率恢复到指定指标；如烟叶的碎片率超标，图像处理及控制系统17会减少变速电动机8的转速，使上打叶辊2的转速适当减小，直到烟叶的碎片率恢复到指定指标。

本发明通过对出料口排出的叶片物料的形状大小进行不间断的实时检测——数据传输反馈——打叶辊的转速调节实现对叶片的大小的动态调节。本发明双入料口增加打叶机的投料速率，同时三轴打辊系统不仅能够提高打叶的效率，还能通过调节上打叶棍转速，实现各打叶质量指标间的动态平衡。这样不仅能极大的提高打叶机的投料效率，还能通过自动调节上打辊转速来改变打叶质量，即节省时间，又节约成本。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

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