CN115462551B - 一种烟丝回潮机水分调节装置、方法及烟丝回潮机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟丝回潮机水分调节装置及方法，其中，水分调节装置包括输水管道，第一端与水源连接；第一蒸汽管道，其第一端与蒸汽源连接；第二蒸汽管道，其第二端与烟丝回潮机连接；换热器，换热器的进水口与输水管道的第二端相连，换热器的蒸汽进口与第一蒸汽管道的第二端相连，换热器的蒸汽出口与第二蒸汽管道的第一端相连，第一蒸汽管道中的饱和蒸汽经过换热器转化为不饱和蒸汽后通过第二蒸汽管道输出至烟丝回潮机；第一调节阀，设置于第二蒸汽管道和烟丝回潮机之间，用于调节第二蒸汽管道输出的不饱和蒸汽的流量。该装置能够实现对烟丝回潮机内水分的精准控制。本发明还公开了一种烟丝回潮机，包括上述烟丝回潮机水分调节装置。

Description

一种烟丝回潮机水分调节装置、方法及烟丝回潮机

技术领域

本发明涉及制丝技术领域，特别涉及一种烟丝回潮机水分调节装置、方法及烟丝回潮机。

背景技术

烟丝回潮机主要用于制丝生产线上对烟丝进行加温加湿及膨胀处理，以提高叶丝的填充率，主要的工艺任务是增加烟丝切后的温度和含水率，为烘丝工序提供良好的工艺条件。叶丝进入回潮机后，在机械滚动和饱和蒸汽喷射作用下，急剧地翻腾滚转，与蒸汽充分混合接触，大量吸取热能，使叶丝表面的水分渗透到叶丝内部，起到加温加湿的作用，促使叶丝软化；同时又不断从周围热汽中吸收水分，再蒸发汽化如此连续反复，促使叶丝木质纤维的体积高度膨胀，形成含水量达到一定要求的烟丝，再经后续烘丝工序形成干燥蓬松的烟丝。

其中，经烟丝回潮机膨胀后的烟丝的水分会影响后续烘丝工序，膨胀后烟丝的含水量变化，会造成后工序即烘丝工序筒壁温度的波动，进而影响烟丝品质，因此需要将经回潮机膨胀后的烟丝水分控制在一定合理范围内。而烟丝回潮机的加水量直接决定膨胀后烟丝的含水量，因此精确调控烟丝回潮机加水量十分必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够精确调节烟丝回潮机加水量的装置，能够在烟丝膨胀过程中精准加水以使得膨胀后烟丝水分达到合理范围。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种烟丝回潮机水分调节装置，包括：

输水管道，第一端与水源连接；

第一蒸汽管道，其第一端与蒸汽源连接；

第二蒸汽管道，其第二端与烟丝回潮机连接；

换热器，换热器的进水口与输水管道的第二端相连，换热器的蒸汽进口与第一蒸汽管道的第二端相连，换热器的蒸汽出口与第二蒸汽管道的第一端相连，第一蒸汽管道中的饱和蒸汽经过换热器转化为不饱和蒸汽后通过第二蒸汽管道输出至烟丝回潮机；

第一调节阀，设置于第二蒸汽管道和烟丝回潮机之间，用于调节第二蒸汽管道输出的不饱和蒸汽的流量。

采用上述技术方案，通过增加输水管道和换热器组成冷却水套系统，以使饱和蒸汽经过后转化为不饱和蒸汽，进而将不饱和蒸汽作为烟丝回潮机加水的主要来源，实现了小流量加水；并且本发明还可以通过第一调节阀调节输入烟丝回潮机的不饱和蒸汽的流量，从而实现对烟丝回潮机内水分的精准控制。

可选地，在本发明实施例提供的烟丝回潮机水分调节装置中，还包括控制装置，与第一调节阀连接，用于控制第一调节阀的开度。

可选地，在本发明实施例提供的烟丝回潮机水分调节装置中，还包括：

入口水分检测仪，设置于烟丝回潮机的进入口附近，用于检测入口烟丝水分；

出口水分检测仪，设置于烟丝回潮机的输出口附近，用于检测出口烟丝水分；

入口水分检测仪和出口水分检测仪均与控制装置连接，用于将检测到的入口烟丝水分和出口烟丝水分传送至控制装置；

控制装置根据入口烟丝水分和出口烟丝水分调节第一调节阀的开度。

可选地，在本发明实施例提供的烟丝回潮机水分调节装置中，还包括：第二调节阀，设置于输水管道上，用于调节输水管道中的水流量；

控制装置还与第二调节阀连接，控制装置还用于根据出口烟丝水分和第一调节阀的开度调节第二调节阀的开度。

可选地，在本发明实施例提供的烟丝回潮机水分调节装置中，第一调节阀为萨姆森调节阀，和/或，第二调节阀为比例调节阀。

可选地，在本发明实施例提供的烟丝回潮机水分调节装置中，输水管道上还设置有第三调节阀，用于调节输水管道中的水流量。

可选地，在本发明实施例提供的烟丝回潮机水分调节装置中，第三调节阀包括：

壳体，内部具有空腔，壳体上开设有沿第一方向间隔设置的入口和出口；

第一调节阀杆，具有安装孔和设于安装孔侧壁上的调节孔，安装孔贯穿第一调节阀杆；

第一调节阀杆至少部分容纳于空腔内，且能够在空腔内的第一位置和第二位置之间移动，安装孔与空腔连通；当第一调节阀杆位于第一位置时，调节孔与出口相连通且出口与空腔隔离，当第一调节阀杆位于第二位置时，入口、出口以及空腔连通；

第二调节阀杆，滑动设置于安装孔内。

可选地，在本发明实施例提供的烟丝回潮机水分调节装置中，空腔包括沿第一方向依次设置的第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体均为圆柱形，且第一腔体的直径大于第二腔体的直径。

可选地，在本发明实施例提供的烟丝回潮机水分调节装置中，第一调节阀杆包括：

主体部；

调节部，呈圆台状，设置于主体部下端，调节部的底端直径小于第二腔体的直径，调节部的顶端直径大于第二腔体的直径。

可选地，在本发明实施例提供的烟丝回潮机水分调节装置中，还包括第三蒸汽管道，其第一端与蒸汽源连接，其第二端与第二蒸汽管道的第二端相连。

相应地，本发明实施例还提供了一种烟丝回潮机，包括上述烟丝回潮机水分调节装置。

相应地，本发明实施例还提供了一种烟丝回潮机水分调节方法，包括：

提供换热器、第一调节阀和第二调节阀，其中，换热器的进水口连接有输水管道，换热器的蒸汽进口与蒸汽源连接，第一调节阀设置在换热器的蒸汽出口与烟丝回潮机之间，第二调节阀设置在输水管道上；

将第二调节阀设置在第一开度；

蒸汽源的饱和蒸汽经过换热器转化为不饱和蒸汽，不饱和蒸汽经第一调节阀后输出至烟丝回潮机；

分别采集烟丝回潮机的入口烟丝水分和出口烟丝水分；

根据入口烟丝水分和出口烟丝水分控制第一调节阀的开度以调节不饱和蒸汽的流量；

获取第一调节阀的开度，根据出口烟丝水分和第一调节阀的开度控制第二调节阀的开度以控制不饱和蒸汽的含水量。

可选地，在本发明实施例提供的烟丝回潮机水分调节方法中，获取第一调节阀的开度，根据出口烟丝水分和第一调节阀的开度控制第二调节阀的开度以控制不饱和蒸汽的含水量包括：

将出口烟丝水分与第一水分阈值和第二水分阈值比较，若出口烟丝水分小于第一水分阈值或出口烟丝水分大于第二水分阈值时，将第二调节阀的开度设置为0；

否则，获取第一调节阀的开度，并将采集到的第一调节阀的开度与第一开度阈值和第二开度阈值作比较；

若采集到的第一调节阀的开度大于第一开度阈值，则每间隔第一时间段，将第二调节阀的开度增加1％；

若采集到的第一调节阀的开度小于第二开度阈值，则每间隔第二时间段，将第二调节阀的开度减小1％。

可选地，在本发明实施例提供的烟丝回潮机水分调节方法中，至少满足以下一项技术特征：

第一开度为25％～35％；

第一水分阈值为7％；

第二水分阈值为15％；

第一开度阈值为90％；

第二开度阈值为10％；

第一时间段为10s；

第二时间段为10s。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式提供的烟丝回潮机水分调节装置的结构示意图；

图2是本发明一具体实施方式提供的第三调节阀的结构示意图；

图3是本发明一具体实施方式提供的烟丝回潮机水分调节方法的流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“入口”、“出口”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

参考图1，本发明的一具体实施方式提供了一种烟丝回潮机水分调节装置，包括：换热器1、输水管道2、第一蒸汽管道3、第二蒸汽管道4和第一调节阀5。具体地，输水管道2的第一端与水源连接，输水管道2的第二端与换热器1的进水口连接，第一蒸汽管道3的第一端余蒸汽源连接，第一蒸汽管道3的第二端与换热器1的蒸汽进口连接，第二蒸汽管道4的第一端与换热器1的蒸汽出口连接，第二蒸汽管道4的第二端与烟丝回潮机连接，第一调节阀5设置于第一蒸汽管道3和烟丝回潮机之间。在具体实施时，输水管道2中的水作为换热器的外部冷却源，使得蒸汽源的饱和蒸汽经第一蒸汽管道3流经至换热器1时，对饱和蒸汽进行热量交换，以使其转化为不饱和蒸汽，而后通过第二蒸汽管道4输出，并通过第一调节阀5将不饱和蒸汽的流量调节至合适范围后，输送至烟丝回潮机，从而使得烟丝回潮机内的水分维持在合适范围。

本发明通过增加输水管道和换热器组成冷却水套系统，以使饱和蒸汽经过后转化为不饱和蒸汽，进而将不饱和蒸汽作为烟丝回潮机加水的主要来源，实现了小流量加水；并且本发明还可以通过第一调节阀调节输入烟丝回潮机的不饱和蒸汽的流量，从而实现对烟丝回潮机内水分的精准控制。

示例性的，本发明的一具体实施方式的烟丝回潮机水分调节装置还包括输出管道10，输出管道10的第一端与第二蒸汽管道4的第二端连接，输出管道10的第二端与烟丝回潮机连接，用于将第二蒸汽管道4中的不饱和蒸汽输出至烟丝回潮机；第一调节阀5，设置与输出管道10上。

示例性地，本发明的一具体实施方式的烟丝回潮机水分调节装置还包括控制装置6。具体地，控制装置6与第一调节阀5电连接，通过控制第一调节阀5的开度，实现对于不饱和蒸汽流量的调节。

示例性地，本发明的一具体实施方式的烟丝回潮机水分调节装置还包括入口水分检测仪7和出口水分检测仪8。具体地，入口水分检测仪7设置于烟丝回潮机的进入口附近，用于检测入口烟丝水分；出口水分检测仪8设置于烟丝回潮机的输出口附近，用于检测出口烟丝水分。入口水分检测仪7和出口水分检测仪8均与控制装置6连接，用于将检测到的入口烟丝水分和出口烟丝水分传送至控制装置6，控制装置6根据入口烟丝水分和出口烟丝水分调节第一调节阀5的开度。

可选地，入口水分检测仪7和出口水分检测仪8可以为DNC TM710e型红外烟丝水分仪，该水分仪具有专门针对烟草行业的水分检测参数配置，其检测准确率很高。可选地，第一调节阀5可以为萨姆森调节阀，更具体地，其可以为萨姆森3730-4调节阀。

具体地，不同品牌的烟丝由同一个水分仪检测的水分偏差不同，主要是由于不同品牌烟丝的色泽、红外状态下的特性不同造成的，因此水分检测仪需要针对不同品牌进行修正后才能应用。不同水分仪对同一个烟丝品牌的水分检测偏差也是不同的，因此也需要修正。修正的方法是取样水分检测仪下的烟丝，同时记录水分检测仪显示数值，之后按照标准的烘箱法进行水分的精确检测，之后得到该水分检测仪对这种牌号烟丝的修正值，再通过中控程序进行水分的修正。具体地，通过中控程序进行水分修正也可以有两种方法，一种是直接下载进入水分仪，一种在程序中直接进行修正。

进一步地，由于烟丝回潮机可用的物理水分检测点有两个，水分检测仪一般设置在这两个地方，其中，入口水分检测仪设置在微波出口处，该入口水分检测仪由于安装位置原因，其检测后的烟丝需要通过90s的时间才能到达回潮桶的入口，因此需要将该数值在时间轴上后推90s用于作为回潮桶的入口烟丝水分数值。相应的，出口水分检测仪安装于回潮桶出口处，该出口水分检测仪距离回潮桶出口处也有一定的距离，因此造成纯延时，在实际中，我们希望能够得到回潮桶内部接近出口位置的水分，用该水分值反馈控制回潮桶的第一调节阀是更合理的，但是由于该处不可能安装水分检测装置，因此本发明采用回潮桶出口处出口烟丝水分的历史数值与当前数值对回潮桶内的烟丝水分进行预测，预测是通过外推插值实现的，该预测的水分值可以参与水分控制，比直接采用回潮桶出口水分仪更合理。

更进一步地，为了能够使得控制装置6可以根据入口烟丝水分和出口烟丝水分更精准地对第一调节阀5的开度进行调节，本发明巧妙地利用了PID算法和大林算法，即控制装置6在对输入的入口烟丝水分和出口烟丝水分的数据处理后，采用PID算法和专门针对大纯延时对象的大林算法进行调控，这两者算法在不同的水分偏差和运行时段下运行，发挥各自算法的优势。具体地，为了保证调控的准确性，本发明中的大林算法和PID算法的切换主要是由回潮桶的运行频率决定，当烟丝回潮机的运行频率小于30Hz或者在大扰动情况时采用大林算法，这样更利于发挥大林算法对于具有纯延时系统的调整能力；而当烟丝回潮机的滚筒运行频率高于30Hz或稳定运行时，则采用PID算法，这样更利于发挥PID算法观察内部运算的优势。

即通过将入口水分检测仪7、出口水分检测仪8以及第一调节阀5与控制装置6电连接，形成一闭环控制，使得控制装置6可以通过入口烟丝水分和出口烟丝水分，实现对第一调节阀5的自动调节，进而实现对烟丝回潮机水分的自动精准控制，节约了人力成本，且避免了人为控制带来的误差。

示例性的，本发明的一具体实施方式的烟丝回潮机水分调节装置还包括第二调节阀9，设置于输水管道2上，用于调节输水管道2中的水流量；控制装置6还与第二调节阀9连接，控制装置6可以根据出口烟丝水分和第一调节阀5的开度调节第二调节阀的开度.

在上文中提到的一具体实施方式中，主要是控制不饱和蒸汽流量的控制算法，反馈数据是回潮桶的出口水分仪，执行结构为萨姆森调节阀(即第一调节阀5)，即通过入口烟丝水分和出口烟丝水分调节不饱和蒸汽的流量。但是，对于系统另一个重要的时变因素，即不饱和水蒸气的含水率，却无法直接测定，这会造成在系统运行一段时间后，由于各处的管路升温等因素，蒸汽含水率逐渐降低，有时PID调节输出达到100％并长期保持时，烟丝的水分仍然不能够上升至合格水平。此种现象就是蒸汽含水率降低造成的，因此需要能够进一步自动控制蒸汽的含水率。虽然蒸汽的含水率无法直接测得，并且PID算法和大林算法在第二调节阀9上也不适用，但是由于PID算法和大林算法的控制目标并不是将萨姆森调节阀的开度控制在某个点上，仅仅是保证萨姆森调节阀不是长期保持在100％满开度或是很低的开度即可，因此本发明巧妙的想到了采取利用萨姆森调节阀的开度控制第二调节阀9的算法，具体如下：

当出口烟丝水分小于7.0％或大于15.0％时，可以判断设备运行在不正常状态，或者是无烟丝状态，此时可以将第二调节阀9的开度设置为0，防止烟丝回潮机滚筒内水分过多造成后续烟丝水渍；

当出口烟丝水分在以上合理区间(即出口烟丝水分在7.0％-15.0％之间)时，判断萨姆森调节阀的开度，如果萨姆森调节阀开度大于90％，则每间隔10s，将第二调节阀9的开度增加1％，如果萨姆森调节阀的开度小于10％，则每间隔10s，将第二调节阀9的开度减小1％。

即通过出口烟丝水分和第一调节阀5的开度，自动调节第二调节阀9的开度，以实现不饱和蒸汽含水率的自动调节，进一步保证了对烟丝回潮机水分的精准控制。

本发明用自来水冷却厂区蒸汽，制造高含水率不饱和蒸汽，控制装置同时采集回潮前后水分数据，对来料水分趋势进行预判，同时反馈出口烟丝水分数据，通过第二调节阀控制回潮加水量，通过萨姆森调节阀控制蒸汽流量，以实现回潮水分的闭环控制，提高设备回潮能力和控制精度。

可选地，第二调节阀9可以为比例调节阀。

示例性的，本发明的一具体实施方式的烟丝回潮机水分调节装置中，输水管道2上还设置有第三调节阀11，用于调节输水管道2中的水流量。具体地，设置第三调节阀11的目的是为了当第二调节阀出现故障，或者当控制装置无法通过第二调节阀自动调节不饱和蒸汽的含水量时，可以通过第三调节阀11实现人工调节输水管道2上的水流量，以实现人为对不饱和蒸汽含水率的调控。

示例性的，如图2所示，第三调节阀11包括壳体111、第一调节阀杆112和第二调节阀杆113，其中，壳体111的内部具有空腔1113，且壳体111上开设有沿第一方向(如图2中X方向所示)间隔设置的入口1111和出口1112；第一调节阀杆112具有安装孔1121和设于安装孔1121侧壁上的调节孔1122，安装孔1121贯穿第一调节阀杆112；第二调节阀杆113滑动设置于安装孔1121内。第一调节阀杆112至少部分容纳于空腔1113内，且能够在空腔1113内的第一位置和第二位置之间移动，当第一调节阀杆112位于第一位置时，调节孔1122与出口1112相连通且出口1112与空腔1113隔离，当第一调节阀杆112位于第二位置时，入口1111、出口1112以及空腔1113连通。

如图2所示，图中黑色单箭头代表水流方向，即水流从入口1111进入，从出口1112流出。使用该第三调节阀调节水流量时，可以首先上下旋动第一调节阀杆112以使调节流量达到某一合适范围，然后再通过上下旋动第二调节阀杆113，进而使调节流量精确达到需要值。本调节阀结构简单，具有粗调和精调两级调节能力，可实现水流量的精确控制，能够同时满足大流量和高精度的调节要求。

具体地，可以在空腔1113和安装孔1121内壁分别设置螺纹，通过合理设置空腔1113内和安装孔1121内的螺纹螺距，实现调节阀杆移动距离与流量调节量的一一对应。可替代的，也可以不增设螺纹，在使用本实施方式提供的流量调节阀时，配合使用流量计，通过与流量计的配合，实现流量的精密调节。具体地，空腔1113上设置有密封圈，第一调节阀杆112与空腔1113密封连接；安装孔1121上也可以设置有密封圈，以使第二调节阀杆113与安装孔1121密封连接。

示例性地，安装孔1121可以沿第一方向贯穿第一调节阀杆112以使安装孔1121与空腔1113相连通。具体的，第一调节阀杆112、第二调节阀杆113、安装孔1121以及空腔1113可以同轴线设置。

示例性地，空腔1113包括沿第一方向依次设置的第一腔体和第二腔体，第二腔体上端面的尺寸小于第一腔体下端面的尺寸。这样既可以使得第一调节阀杆112既能够自由在第一腔体上下移动，同时也可以使得第一调节阀杆112底部能够遮挡第二腔体，以使出口1112与第二腔体隔离。具体地，第一位置可以位于第一腔体与第二腔体的交界面处。具体地，第一腔体的顶端和底端可以设置有密封圈，第一调节阀杆112在第一腔体的顶端和底端处与第一腔体密封连接。

示例性的，第一腔体和第二腔体为圆柱形，且第一腔体的直径大于第二腔体的直径。即壳体111内的空腔1113可以为阶梯空腔1113，位于下部的第二腔体尺寸小于位于上部的第一腔体的直径尺寸，从而保证第二调节阀杆113能够充分遮挡第二腔体的上端面以使出口1112与第二腔体隔离。本设计结构简单，在一定程度上节约了制作成本。

示例性的，第一调节阀杆112包括主体部1123和调节部1124。其中，调节部1124呈圆台状，设置于主体部1123下端，调节部1124的底端直径小于第二腔体的直径，调节部1124的顶端直径大于第二腔体的直径。这样设计可以使得调节部1124能够更好地抵接在第二腔体的上端面上。

示例性地，调节孔1122可以设置于主体部1123的下部，入口1111和出口1112均为圆柱形孔，调节孔1122的直径小于出口1112直径，具体地，第一腔体、第二腔体和调节孔1122的直径可以根据实际需要进行设定。

示例性的，本发明的一具体实施方式的烟丝回潮机水分调节装置还包括第三蒸汽管道12，第三蒸汽管道12的第一端与蒸汽源连接，第三蒸汽管道12的第二端与第二蒸汽管道4的第二端相连。

即通过将纯蒸汽加湿管路分为两路，一路为饱和蒸汽管路，一路则通过设置换热器，并控制蒸汽的含水率，将饱和蒸汽转换为不饱和蒸汽，而后两路合并，形成一定含水率的蒸汽，再通过萨姆森蒸汽调节阀控制总的蒸汽流量，实现烟丝回潮机内水分的精准控制。

示例性的，第一蒸汽管道3和第三蒸汽管道12上均分别设置有蒸汽截止阀，用于控制第一蒸汽管道和第三蒸汽管道内蒸汽的通断，输水管道2上设置有流水截止阀，用于控制输送管道内水流的通断。

本发明提供的烟丝回潮机水分调节装置，解决经SP32膨丝线后烟丝加水的问题，特别是由于加水量极少造成的控制困难的问题，通过对管路进行重新改造升级并更新软件控制系统，使烟丝回潮机由原来的半自动化操控改造成为一键开机，完全自动化调节烟丝水分，自动适应厂区内蒸汽含水率变化及出料口出口烟丝水分变化，达到提高烟丝质量，提升设备自动化程度，提高设备厂区环境适应能力，降低不合格膨丝数量的目的。具体为，采用了不饱和蒸汽作为烟丝回潮机加水的主要来源，实现了小流量加水，在控制系统上采用萨姆森调节阀，实现根据出/入口烟丝水分自动精准调节萨姆森调节阀开度以调整输入烟丝回潮机的蒸汽流量；并依据回潮前(即微波膨胀后)的入口烟丝水分和回潮后烟丝的出口烟丝水分数据，通过控制装置和软件算法控制比例调节阀的开度，实现对蒸汽含水率的控制，自动适应蒸汽的压力、温度、含水率等的波动，从而保证膨胀烟丝的水分温度。

相应地，本发明还提供了一种烟丝回潮机，包括上述烟丝回潮机水分调节装置。

相应地，如图3所示，本发明还提供了一种烟丝回潮机水分调节方法，包括以下步骤：

步骤S1：提供换热器、第一调节阀和第二调节阀，其中，换热器的进水口连接有输水管道，换热器的蒸汽进口与蒸汽源连接，蒸汽源的饱和蒸汽经过换热器后转化为不饱和蒸汽输出，第一调节阀设置于换热器蒸汽出口和烟丝回潮机之间，用于调节换热器输出的不饱和蒸汽的流量；第二调节阀设置在输水管道上，用于调节输水管道中的水流量以控制不饱和蒸汽的含水率。具体地，第一调节阀可以为萨姆森调节阀，第二调节阀可以为比例调节阀。

步骤S2：将第二调节阀设置在第一开度。可选地，第一开度可以为20％～35％。即在初始时刻，将第二调节阀的开度设置在第一开度，后续会根据具体实际情况对第二调节阀的开度进行实时调节。

步骤S3：蒸汽源的饱和蒸汽经过换热器转化为不饱和蒸汽，不饱和蒸汽经第一调节阀后输出至烟丝回潮机。

步骤S4：分别采集烟丝回潮机的入口烟丝水分和出口烟丝水分。

具体地，可以通过水分检测仪检测入口烟丝水分和出口烟丝水分。进一步地，由于烟丝回潮机可用的物理水分检测点有两个，水分检测仪一般设置在这两个地方，其中一个水分检测仪设置在微波出口处，该水分检测仪由于安装位置原因，其检测后的烟丝需要通过90s的时间才能到达回潮桶的入口，因此需要将该数值在时间轴上后推90s用于作为回潮桶的入口烟丝水分数值。另外一个水分检测仪则安装于回潮桶出口处，该出口处的水分检测仪距离回潮桶出口处也有一定的距离，因此会造成纯延时，在实际中，我们希望能够得到回潮桶内部接近出口位置的水分，用该水分值作为出口烟丝水分以用来反馈控制回潮桶的第一调节阀是更合理的，但是由于该处不可能安装水分检测装置，因此本发明采用回潮桶出口处出口烟丝水分的历史数值与当前数值对回潮桶内的烟丝水分进行预测，预测是通过外推插值实现的，该预测的水分值可以参与水分控制，比直接采用回潮桶出口水分仪更合理。

步骤S5：根据入口烟丝水分和出口烟丝水分控制第一调节阀的开度以调节不饱和蒸汽的流量。

具体地，为了能够使得可以根据入口烟丝水分和出口烟丝水分更精确地对第一调节阀的开度进行调节，本发明巧妙地利用了PID算法和大林算法，即利用上述方法对输入的入口烟丝水分和出口烟丝水分的数据处理后，采用PID算法和专门针对大纯延时对象的大林算法对第一调节阀进行调控，这两者算法在不同的水分偏差和运行时段下运行，发挥各自算法的优势。具体地，为了保证调控的准确性，本发明中的大林算法和PID算法的切换主要是由回潮桶的运行频率决定，当烟丝回潮机的运行频率小于30Hz或者在大扰动情况时采用大林算法，这样更利于发挥大林算法对于具有纯延时系统的调整能力；而当烟丝回潮机的滚筒运行频率高于30Hz或稳定运行时，则采用PID算法，这样更利于发挥PID算法观察内部运算的优势。

如上所说，大林算法和PID算法主要是控制不饱和蒸汽流量的控制算法，反馈数据是回潮桶的水分仪采集的烟丝水分值，执行结构为萨姆森调节阀(即第一调节阀)，即通过入口烟丝水分和出口烟丝水分调节不饱和蒸汽的流量。但是，对于系统另一个重要的时变因素，即不饱和水蒸气的含水率，却无法直接测定，这会造成在系统运行一段时间后，由于各处的管路升温等因素，蒸汽含水率逐渐降低，有时PID调节输出达到100％并长期保持时，烟丝的水分仍然不能够上升至合格水平。此种现象就是蒸汽含水率降低造成的，因此需要能够进一步自动控制蒸汽的含水率。虽然蒸汽的含水率无法直接测得，并且PID算法和大林算法在第二调节阀上也不适用，但是由于PID算法和大林算法的控制目标并不是将萨姆森调节阀的开度控制在某个点上，仅仅是保证萨姆森调节阀不是长期保持在100％满开度或是很低的开度即可，因此本发明巧妙的想到了采取利用萨姆森调节阀的开度控制第二调节阀的算法，即：

步骤S6：获取第一调节阀的开度，根据出口烟丝水分和第一调节阀的开度控制第二调节阀的开度以控制输水管道中的水流量从而达到控制换热器转化后的不饱和蒸汽的含水量的目的。

通过本方法，可以根据出/入口烟丝水分闭环自动控制不饱和蒸汽的含水量和流量，达到自动精准调节烟丝回潮机水分的目的。

示例性的，获取第一调节阀的开度，根据出口烟丝水分和第一调节阀的开度控制第二调节阀的开度以控制不饱和蒸汽的含水量(即步骤S6)包括：

将出口烟丝水分与第一水分阈值和第二水分阈值比较，若出口烟丝水分小于第一水分阈值或出口烟丝水分大于第二水分阈值时，将第二调节阀的开度设置为0；

否则，获取第一调节阀的开度，并将采集到的第一调节阀的开度与第一开度阈值和第二开度阈值作比较；

若采集到的第一调节阀的开度大于第一开度阈值，则每间隔第一时间段，将第二调节阀的开度增加1％；

若采集到的第一调节阀的开度小于第二开度阈值，则每间隔第二时间段，将第二调节阀的开度减小1％。

可选地，在此步骤中，第一水分阈值可以为7％，第二水分阈值可以为15％，第一开度阈值可以为90％，第二开度阈值可以为10％，第一时间段和第二时间段可以为10s。

即当出口烟丝水分小于7.0％或大于15.0％时，可以判断设备运行在不正常状态，或者是无烟丝状态，此时可以将第二调节阀的开度设置为0，防止烟丝回潮机滚筒内水分过多造成后续烟丝水渍；

当出口烟丝水分在以上合理区间(即出口烟丝水分在7.0％-15.0％之间)时，判断萨姆森调节阀的开度，如果萨姆森调节阀开度大于90％，则每间隔10s，将第二调节阀9的开度增加1％，如果萨姆森调节阀的开度小于10％，则每间隔10s，将第二调节阀9的开度减小1％。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种烟丝回潮机水分调节装置，其特征在于，包括：

输水管道，第一端与水源连接；

第一蒸汽管道，其第一端与蒸汽源连接；

第二蒸汽管道，其第二端与烟丝回潮机连接；

换热器，所述换热器的进水口与所述输水管道的第二端相连，所述换热器的蒸汽进口与所述第一蒸汽管道的第二端相连，所述换热器的蒸汽出口与所述第二蒸汽管道的第一端相连，所述第一蒸汽管道中的饱和蒸汽经过所述换热器转化为不饱和蒸汽后通过所述第二蒸汽管道输出至烟丝回潮机；

第一调节阀，设置于所述第二蒸汽管道和烟丝回潮机之间，用于调节所述第二蒸汽管道输出的所述不饱和蒸汽的流量；

第二调节阀，设置于所述输水管道上，用于调节所述输水管道中的水流量；

所述输水管道上还设置有第三调节阀，用于调节所述输水管道中的水流量，所述第三调节阀包括：

壳体，内部具有空腔，所述壳体上开设有沿第一方向间隔设置的入口和出口；

第一调节阀杆，具有安装孔和设于所述安装孔侧壁上的调节孔，所述安装孔贯穿所述第一调节阀杆；

所述第一调节阀杆至少部分容纳于所述空腔内，且能够在所述空腔内的第一位置和第二位置之间移动，所述安装孔与所述空腔连通；当所述第一调节阀杆位于所述第一位置时，所述调节孔与所述出口相连通且所述出口与所述空腔隔离，当所述第一调节阀杆位于所述第二位置时，所述入口、所述出口以及所述空腔连通；

第二调节阀杆，滑动设置于所述安装孔内，所述第二调节阀杆能够上下旋动，以调节所述输水管道中的水流量；

控制装置，与所述第一调节阀连接，用于控制所述第一调节阀的开度；

入口水分检测仪，设置于烟丝回潮机的进入口附近，用于检测入口烟丝水分；

出口水分检测仪，设置于烟丝回潮机的输出口附近，用于检测出口烟丝水分；

所述入口水分检测仪和所述出口水分检测仪均与所述控制装置连接，用于将检测到的所述入口烟丝水分和所述出口烟丝水分传送至所述控制装置；

所述控制装置根据所述入口烟丝水分和所述出口烟丝水分调节所述第一调节阀的开度；

所述控制装置还与所述第二调节阀连接，所述控制装置还用于根据所述出口烟丝水分和所述第一调节阀的开度调节所述第二调节阀的开度。

2.如权利要求1所述的烟丝回潮机水分调节装置，其特征在于，所述第一调节阀为萨姆森调节阀，和/或，所述第二调节阀为比例调节阀。

3.如权利要求2所述的烟丝回潮机水分调节装置，其特征在于，所述空腔包括沿所述第一方向依次设置的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和所述第二腔体均为圆柱形，且所述第一腔体的直径大于所述第二腔体的直径。

4.如权利要求3所述的烟丝回潮机水分调节装置，其特征在于，所述第一调节阀杆包括：

主体部；

调节部，呈圆台状，设置于所述主体部下端，所述调节部的底端直径小于所述第二腔体的直径，所述调节部的顶端直径大于所述第二腔体的直径。

5.如权利要求1至4任一项所述的烟丝回潮机水分调节装置，其特征在于，还包括第三蒸汽管道，其第一端与所述蒸汽源连接，其第二端与所述第二蒸汽管道的第二端相连。

6.一种烟丝回潮机，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的烟丝回潮机水分调节装置。

7.一种烟丝回潮机水分调节方法，用于如权利要求1至5任一项所述的烟丝回潮机水分调节装置，其特征在于，包括：

将所述第二调节阀设置在第一开度；

所述蒸汽源的饱和蒸汽经过所述换热器转化为不饱和蒸汽，所述不饱和蒸汽经所述第一调节阀后输出至烟丝回潮机；

分别采集烟丝回潮机的入口烟丝水分和出口烟丝水分；

根据所述入口烟丝水分和所述出口烟丝水分控制所述第一调节阀的开度以调节所述不饱和蒸汽的流量；

获取所述第一调节阀的开度，根据所述出口烟丝水分和所述第一调节阀的开度控制所述第二调节阀的开度以控制所述不饱和蒸汽的含水量；

当所述第二调节阀故障时，通过移动所述第一调节阀杆和所述第二调节阀杆，调节所述第三调节阀的开度，以控制所述不饱和蒸汽的含水量。

8.如权利要求7所述的烟丝回潮机水分调节方法，其特征在于，所述获取所述第一调节阀的开度，根据所述出口烟丝水分和所述第一调节阀的开度控制所述第二调节阀的开度以控制所述不饱和蒸汽的含水量包括：

将所述出口烟丝水分与第一水分阈值和第二水分阈值比较，若所述出口烟丝水分小于所述第一水分阈值或所述出口烟丝水分大于所述第二水分阈值时，将所述第二调节阀的开度设置为0；

否则，获取所述第一调节阀的开度，并将采集到的所述第一调节阀的开度与第一开度阈值和第二开度阈值作比较；

若采集到的所述第一调节阀的开度大于所述第一开度阈值，则每间隔第一时间段，将所述第二调节阀的开度增加1%；

若采集到的所述第一调节阀的开度小于所述第二开度阈值，则每间隔第二时间段，将所述第二调节阀的开度减小1%。

9.如权利要求8所述的烟丝回潮机水分调节方法，其特征在于，至少满足以下一项技术特征：

所述第一开度为25%~35%；

所述第一水分阈值为7%；

所述第二水分阈值为15%；

所述第一开度阈值为90%；

所述第二开度阈值为10%；

所述第一时间段为10s；

所述第二时间段为10s。