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摘要：本文涉及气膜泵应用及卷烟机YJ29接装供胶电气控制设计。原卷烟机YJ29供胶系统采用胶泵电机循环供胶，胶液因多次循环导致质量下降，存在漫胶、干胶、断胶等缺陷，影响烟支与滤嘴的搓接效果。本方案利用气压驱动气膜泵按需求供胶，用电气控制定量、定时供胶，可适应卷烟机速度变化的需要，解决原卷烟机接装供胶存在的上述缺陷。
关键词：气膜泵；供胶；电气控制；卷烟接嘴胶
中图分类号：TS43 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）052-078-01
烟支接嘴搓接工作流程：YJ29接装机与YJ19卷烟机对接，YJ19生产出烟条，经拨烟轮进入YJ29接装机捕烟鼓轮，由前一切二鼓轮一切为二，产生两根烟条，经分离轮，将两根烟条分离，中间留出双倍长滤棒间隙，与滤棒鼓轮传替过来的双倍长滤棒在汇合鼓轮汇合，组成双倍长烟支，再经靠拢鼓轮，进入搓板。水松纸经穿纸器、水松纸进给离合器轮，由小胶辊涂胶，进入水松纸切纸鼓轮，被切割为26mm的水松纸片，再被送入搓板与双倍长烟支汇合。在搓板与切纸鼓轮之间，水松纸片与同步运行的烟支、滤棒进行搓接，产生双倍长烟支。双倍长烟支经一切二轮、一二分离轮切割、分离，产生单倍长烟支。
在烟支接嘴搓接过程中，从双倍长烟条接收、传送、切割，到烟条和滤棒对接、与水松纸搓接，接嘴胶起到重要的作用。水松纸涂胶量大，会在切纸鼓轮上产生拉胶，烟支在搓板处就会搓接不好或者堵搓板；水松纸涂胶量小，生产出的烟支就会粘接不牢，造成烟支漏气、翘边。严重影响卷烟产品质量，增加了生产消耗，降低了设备的有效作业率。
1 卷烟接嘴胶的特性和影响
白乳胶是一种水溶性胶粘剂，主要成分为醋酸乙烯，乳白色稠厚液体，无毒无副作用，是一种水溶性环保液。白乳胶具有稀释性好、粘接性强、固化速度快、抗压强度高、不含有机溶剂等特点。目前，卷烟搭接等领域广泛地应用白乳胶作为粘接剂，稀释性不佳、粘接性不佳影响卷烟质量，出现涂胶不均匀、粘接不牢、掉嘴、漏气等卷烟质量问题。
2 原YJ29接装机供胶原理及缺陷
YJ29接装机供胶方式为采用胶泵电机循环强制式供胶，胶液经传送机构按设定的流向为水松纸提供胶液，根据机器的速度自行调节供胶量，并将多余的胶液经回流槽返回胶水桶，以供循环使用。当按下供胶按钮，胶泵电机就一直运转，胶液一直供给。当回流管堵塞时，容易造成漫胶现象。当胶漫至其它鼓轮上时，需要立即清理。由于白乳胶固化速度快，如果清理不及时，白乳胶固化后，清理难度大大增加。如果清理不干净，鼓轮风孔堵塞，这样，设备运行后，烟支不能正常吸附在鼓轮上，出现掉烟、堵烟等故障现象，生产出很多诸如皱纹烟、烂烟等不合格烟支，造成很大的消耗和浪费。当注胶管堵塞时，会造成胶泵电机过载或者注胶管崩裂，出现断胶现象。这样，生产出的烟支会因缺胶而粘接不牢，产生大量的漏气、翘边烟支。
3 供胶方式的分析与改进
我们采用胶水缸，胶水是通过供胶辊将胶膜传递到上胶辊，由上胶辊对水松纸实施供胶，改用气膜泵取代电机胶泵，改循环供胶为闭环按需求供胶。通过添加胶面检测、胶缸连锁检测，将胶面检测、胶缸连锁传感器、原机胶辊开信号和原机供胶按钮信号接入PLC，利用逻辑编程将四点串联，经过延时输出（输出点并接一续流二极管，保护PLC输出模块触点）控制电磁阀。电磁阀控制气膜泵，电磁阀气源前端添加一调压阀，用以调节气膜泵驱动气压，从而实现按需求循环供胶。
3.1 隔膜气膜泵工作原理
气膜泵有四个室，包括两个胶室、两个气室。每一侧气室与胶室通过气膜相联。每个胶室设上下两个单向阀，气膜泵受压缩空气控制。当有控制气时，与气膜相联的活塞做往复运动。当活塞向左侧运动时，左气室被压缩，左气膜向外即左侧胶室内凸起，左侧胶室下单向阀关闭，胶室与胶泵人口关闭，左胶室内的胶液向胶桶的通道被关闭；上单向阀打开，左胶室与胶泵出口打开，胶液由左胶室泵出至胶缸。同时，与活塞相联的右气室被拉伸，气膜向内凸起，即气膜向右侧胶室凹起，右胶室上单向阀关闭，右胶室与胶泵出口关闭，右胶室内的胶液向胶缸的通路被关闭；下单向阀打开，右胶室与胶泵人口打开，胶液由胶桶被泵入右胶室。如此反复，完成胶泵供胶。
3.2 供胶电气控制设计
将胶泵电机供胶改为隔膜气泵供胶，原来的电路已不能适应，本着可靠、故障率小，容易维修的设计思路，设计出一套适合气泵需求的控制电路。隔膜气膜泵控制气压在0.2bar-0.4bar之间，气压太小，胶泵压力小，胶液泵不到胶缸或者泵胶慢；气压过大，胶泵容易受损。为此，在电磁阀气源端添加调压阀。由于气泵受控制气控制，因此，需要添加电磁阀。当需求供胶时，电磁阀带电，控制气路打开，供胶；不需求供胶时，电磁阀失电，控制气路关闭，停止供胶。
供胶电路设计：1）胶缸在位，压杆压下后方可供胶。2）胶辊运转后方可供胶。3）注胶开关打至开时，方可供胶。4）胶缸内胶面低至检测面时，方可供胶。要符合上述供胶条件，需要添加胶缸在位检测和胶缸液面检测。胶缸在位检测选用接近开关，胶缸胶面检测选用光电开关，原机的注胶开关作为人为操作控胶，通过PLC编程，使胶缸在位检测、胶缸胶面检测、注胶开关和胶辊运转信号串联在一起，控制一个延时时间为2秒的时间继电器，时间继电器控制输出电磁阀。由于PLC输出点采用继电器输出，高速卷烟机用胶量大，频繁供胶，继电器触点易受电弧损伤，为保护PLC输出继电器，降低设备故障率，在PLC控制电磁阀的输出点上添加吸收回路。
4 改进后的效果
改进方案实施后，在胶缸到位检测探测到胶缸到位，注胶开关打至注胶状态，胶面传感器探测到胶液少时，胶液少信号去到PLC，PLC输出供胶信号，电磁阀带电，气路导通控制气泵向胶缸供胶，胶缸液面增加；胶面传感器探测到胶液多时，胶液多信号去到PLC，PLC停止供胶输出信号，供胶电磁阀失电，气路关断，气泵停止向胶缸供胶，完美实现按需求闭环供胶。
关键词：气膜泵；供胶；电气控制；卷烟接嘴胶
中图分类号：TS43 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）052-078-01
烟支接嘴搓接工作流程：YJ29接装机与YJ19卷烟机对接，YJ19生产出烟条，经拨烟轮进入YJ29接装机捕烟鼓轮，由前一切二鼓轮一切为二，产生两根烟条，经分离轮，将两根烟条分离，中间留出双倍长滤棒间隙，与滤棒鼓轮传替过来的双倍长滤棒在汇合鼓轮汇合，组成双倍长烟支，再经靠拢鼓轮，进入搓板。水松纸经穿纸器、水松纸进给离合器轮，由小胶辊涂胶，进入水松纸切纸鼓轮，被切割为26mm的水松纸片，再被送入搓板与双倍长烟支汇合。在搓板与切纸鼓轮之间，水松纸片与同步运行的烟支、滤棒进行搓接，产生双倍长烟支。双倍长烟支经一切二轮、一二分离轮切割、分离，产生单倍长烟支。
在烟支接嘴搓接过程中，从双倍长烟条接收、传送、切割，到烟条和滤棒对接、与水松纸搓接，接嘴胶起到重要的作用。水松纸涂胶量大，会在切纸鼓轮上产生拉胶，烟支在搓板处就会搓接不好或者堵搓板；水松纸涂胶量小，生产出的烟支就会粘接不牢，造成烟支漏气、翘边。严重影响卷烟产品质量，增加了生产消耗，降低了设备的有效作业率。
1 卷烟接嘴胶的特性和影响
白乳胶是一种水溶性胶粘剂，主要成分为醋酸乙烯，乳白色稠厚液体，无毒无副作用，是一种水溶性环保液。白乳胶具有稀释性好、粘接性强、固化速度快、抗压强度高、不含有机溶剂等特点。目前，卷烟搭接等领域广泛地应用白乳胶作为粘接剂，稀释性不佳、粘接性不佳影响卷烟质量，出现涂胶不均匀、粘接不牢、掉嘴、漏气等卷烟质量问题。
2 原YJ29接装机供胶原理及缺陷
YJ29接装机供胶方式为采用胶泵电机循环强制式供胶，胶液经传送机构按设定的流向为水松纸提供胶液，根据机器的速度自行调节供胶量，并将多余的胶液经回流槽返回胶水桶，以供循环使用。当按下供胶按钮，胶泵电机就一直运转，胶液一直供给。当回流管堵塞时，容易造成漫胶现象。当胶漫至其它鼓轮上时，需要立即清理。由于白乳胶固化速度快，如果清理不及时，白乳胶固化后，清理难度大大增加。如果清理不干净，鼓轮风孔堵塞，这样，设备运行后，烟支不能正常吸附在鼓轮上，出现掉烟、堵烟等故障现象，生产出很多诸如皱纹烟、烂烟等不合格烟支，造成很大的消耗和浪费。当注胶管堵塞时，会造成胶泵电机过载或者注胶管崩裂，出现断胶现象。这样，生产出的烟支会因缺胶而粘接不牢，产生大量的漏气、翘边烟支。
3 供胶方式的分析与改进
我们采用胶水缸，胶水是通过供胶辊将胶膜传递到上胶辊，由上胶辊对水松纸实施供胶，改用气膜泵取代电机胶泵，改循环供胶为闭环按需求供胶。通过添加胶面检测、胶缸连锁检测，将胶面检测、胶缸连锁传感器、原机胶辊开信号和原机供胶按钮信号接入PLC，利用逻辑编程将四点串联，经过延时输出（输出点并接一续流二极管，保护PLC输出模块触点）控制电磁阀。电磁阀控制气膜泵，电磁阀气源前端添加一调压阀，用以调节气膜泵驱动气压，从而实现按需求循环供胶。
3.1 隔膜气膜泵工作原理
气膜泵有四个室，包括两个胶室、两个气室。每一侧气室与胶室通过气膜相联。每个胶室设上下两个单向阀，气膜泵受压缩空气控制。当有控制气时，与气膜相联的活塞做往复运动。当活塞向左侧运动时，左气室被压缩，左气膜向外即左侧胶室内凸起，左侧胶室下单向阀关闭，胶室与胶泵人口关闭，左胶室内的胶液向胶桶的通道被关闭；上单向阀打开，左胶室与胶泵出口打开，胶液由左胶室泵出至胶缸。同时，与活塞相联的右气室被拉伸，气膜向内凸起，即气膜向右侧胶室凹起，右胶室上单向阀关闭，右胶室与胶泵出口关闭，右胶室内的胶液向胶缸的通路被关闭；下单向阀打开，右胶室与胶泵人口打开，胶液由胶桶被泵入右胶室。如此反复，完成胶泵供胶。
3.2 供胶电气控制设计
将胶泵电机供胶改为隔膜气泵供胶，原来的电路已不能适应，本着可靠、故障率小，容易维修的设计思路，设计出一套适合气泵需求的控制电路。隔膜气膜泵控制气压在0.2bar-0.4bar之间，气压太小，胶泵压力小，胶液泵不到胶缸或者泵胶慢；气压过大，胶泵容易受损。为此，在电磁阀气源端添加调压阀。由于气泵受控制气控制，因此，需要添加电磁阀。当需求供胶时，电磁阀带电，控制气路打开，供胶；不需求供胶时，电磁阀失电，控制气路关闭，停止供胶。
供胶电路设计：1）胶缸在位，压杆压下后方可供胶。2）胶辊运转后方可供胶。3）注胶开关打至开时，方可供胶。4）胶缸内胶面低至检测面时，方可供胶。要符合上述供胶条件，需要添加胶缸在位检测和胶缸液面检测。胶缸在位检测选用接近开关，胶缸胶面检测选用光电开关，原机的注胶开关作为人为操作控胶，通过PLC编程，使胶缸在位检测、胶缸胶面检测、注胶开关和胶辊运转信号串联在一起，控制一个延时时间为2秒的时间继电器，时间继电器控制输出电磁阀。由于PLC输出点采用继电器输出，高速卷烟机用胶量大，频繁供胶，继电器触点易受电弧损伤，为保护PLC输出继电器，降低设备故障率，在PLC控制电磁阀的输出点上添加吸收回路。
4 改进后的效果
改进方案实施后，在胶缸到位检测探测到胶缸到位，注胶开关打至注胶状态，胶面传感器探测到胶液少时，胶液少信号去到PLC，PLC输出供胶信号，电磁阀带电，气路导通控制气泵向胶缸供胶，胶缸液面增加；胶面传感器探测到胶液多时，胶液多信号去到PLC，PLC停止供胶输出信号，供胶电磁阀失电，气路关断，气泵停止向胶缸供胶，完美实现按需求闭环供胶。