本发明涉及卷烟生产，应用于烟丝碎屑中的梗签分离和烟丝回收，具体涉及一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置及方法。
背景技术：
1、在烟草加工业，“梗签”是非常重要的术语，对它的研究一直伴随卷烟技术发展。一般定性讲，“梗签”是指烟丝中形状与牙签相似，未膨胀或膨胀效果未达到卷烟工序要求的“烟梗”，或其不佳的物理特征如尺寸、硬度或形态对卷烟工序或卷烟品质有负面影响，如烟丝中“梗签”含量过高或“梗签”特征不佳均会导致烟支中的烟丝燃烧不均衡、燃烧端面不齐和“开花爆口”等；或烟支在卷接工序中硬质梗签又会对卷烟纸刺破刺裂等，直接影响卷烟品质如感官抽吸等等。
2、“梗签”来源于烟叶在打叶复烤中烟片不可能完全去烟梗，即叶含梗，使烟片在烟丝生产中不可避免地出现“梗签”，以及利用烟梗生产“烟梗丝”过程中，使不符合技术要求的“烟梗丝”掺配到成品烟丝中便形成了“梗签”，所以，对于“梗签”分离目的，就是定性地分离出对卷烟品质有负面影响的“烟梗丝”。因此，从描述“梗签”属性来看，“梗签”分离是很难的课题。
3、当前，在卷烟机卷制烟支的前置工序，设置一道梗签分离工序，其基本原理是，通过风选技术将有害的梗签等杂质分离出来，风选出的梗签杂质等统称为“烟丝碎屑”。大型卷烟企业，每天产生约有4～5t的含该“梗签”的“烟丝碎屑”，因为，有部分烟丝和梗签的重量差异性及悬浮速度差异性不明显，所以，该“烟丝碎屑”中不但含有梗签，还含有大量烟丝。“烟丝碎屑”中的烟丝占比多少，难有精确参数，但大概有五六成以上，所以，要回收这些烟丝是非常必要的。
4、鉴于上述问题，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置及方法，提高烟丝碎屑中的梗签分离准确率、烟丝品质和回收率，节约昂贵的烟丝成本，提升卷烟生产品质。
2、本发明采用的技术方案在于：
3、一方面，提供一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置，包括：一级振筛和二级振筛；所述一级振筛内设有曲面筛板，所述二级振筛内设有控尺寸筛板；
4、所述曲面筛板的上表面为正交正弦基函数构建的空间曲面，设物料定向移动的长度l方向为x轴，垂直于x轴的宽度b方向为z轴，垂直于xz平面的方向为y轴，空间曲面为y＝f(x,z)，则在坐标系原点位置处的x轴截面内，空间曲面y＝f(x,z)上的曲线方程为：y＝cos(x)，且空间曲面y＝f(x,z)上的任意点的坐标符合：x＝sin(z)和y＝cos(x)，则y＝f(x,z)标准空间曲面方程为y＝f(x,z)＝cos(x-sin(z))；所述曲面筛板上形成有多个第一筛分孔，所述第一筛分孔是垂直于xz平面在空间曲面y＝f(x,z)上加工的圆柱孔，该孔和空间曲面的交线是连续的三维空间曲线c，所述第一筛分孔在空间曲面y＝f(x,z)上的分布方法为在每个波长λ上等距分布；
5、所述控尺寸筛板的上表面设置多个第二筛分孔，所述第二筛分孔的正下方连接与其孔径相等的分离孔；所述控尺寸筛板的下表面形成有多条平行等间距布置的落料槽；所述分离孔的正下方为与之连通的分离空间，所述分离空间的一侧由分离曲面封闭，另一侧开放且与其相邻的落料槽相连通；所述控尺寸筛板的长度l1方向为物料的定向移动方向，宽度b1方向与长度l1方向垂直，所述第二筛分孔在长度l1上沿正弦曲线函数分布；所述控尺寸筛板的上表面安装有多条沿l1方向延伸的曲线导流条，所述曲线导流条位于宽度b1方向上相邻的两个第二筛分孔之间。
6、进一步地，所述分离孔的直径为d2，以所述分离孔的圆周线上任意一点为圆心，半径等于d2的圆弧，该圆弧在所述分离曲面上，所述分离曲面是旋转曲面。
7、进一步地，所述第二筛分孔在长度l1上按正弦曲线函数分布，各筛分孔中心在正弦曲线上，方程为：波长为λ＝2π；在宽度b1方向上正弦曲线上的各第二筛分孔依次平移。
8、进一步地，所述曲线导流条按正弦曲线设计，方程为：波长为λ＝2π。
9、进一步地，所述第一筛分孔的直径为d1，d1小于d2，所述第一筛分孔的高度h不小于3mm，最小h值出现在波谷。
10、进一步地，所述落料槽是过所述分离孔圆周且和分离曲面相切的开口通槽，该切面到分离孔中心的最小距离为x，x范围为：
11、进一步地，所述控尺寸筛板的长度l1按波长λ的整数倍设计，可以分段制造；所述控尺寸筛板的设计长度l1为25个波长λ以内。
12、进一步地，所述曲面筛板曲面上的第一筛分孔的三维空间曲线c孔口处，以及所述控尺寸筛板上的落料槽出口的边缘处，进行手工修毛倒刺或倒角处理，防止烟丝的造碎或夹塞。
13、进一步地，梗签分离和烟丝回收装置还包括提升机、输送板、梗签收集箱、梗签出料槽、烟丝出料槽、烟丝收集箱、烟末梗签收集筒和烟末出料槽；所述提升机与所述一级振筛的前端相接合，所述一级振筛的末端和所述二级振筛的前端之间通过所述输送板相接合；所述烟末出料槽设置在所述曲面筛板的下方，所述烟末梗签收集筒设置在所述曲面筛板的出口下方；所述烟丝出料槽设置在所述控尺寸筛板下方，所述烟丝收集箱设置在所述烟丝出料槽的出口下方；所述二级振筛的末端与所述梗签出料槽连接，所述梗签收集箱设置在所述梗签出料槽的出口下方。
14、另一方面，提供一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收方法，采用上述的卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置；
15、将烟丝碎屑通过提升机输入到一级振筛中，经过曲面筛板和圆柱式的第一筛分孔，利用曲面上的三维空间曲线孔c捕捉硬质穿刺性梗签，将烟末和直径尺寸小于d1的梗签筛出，并通过烟末出料槽输入到烟末梗签收集筒中；余料通过筛分输送输入二级振筛，利用曲线导流条、控尺寸筛板、第二筛分孔、分离孔、分离曲面及落料槽，将可塑性差的长度尺寸大于d2的硬质梗签筛出，通过梗签出料槽输入到梗签收集箱，将塑性的、柔性的烟丝依次通过第二筛分孔、分离孔、分离曲面、落料槽，再通过烟丝出料槽输入到烟丝收集箱中。
16、与现有技术比较本发明的有益效果在于：
17、从卷烟工艺上讲，梗签对卷烟纸有刺破刺裂隐患；从卷烟品质上讲，“梗签”的含量和物理形态影响卷烟品质如感官抽吸等。针对梗签对卷烟纸有刺破刺裂隐患问题，本发明启用圆柱形筛分孔，它的孔口是连续封闭的三维空间曲线，孔口面处于波峰、波谷及波面，为呈点阵分布的三维空间，并且在波面上筛分孔口的中心位置是在弦曲线y＝cos(x)上的唯一正交点上，它的法线矢量与曲面筛板底面呈45°最佳抛射角，因此，筛分孔捕捉物料和弹射效果最佳，如果筛分孔使直径以下梗签能靠自身的动量(冲量)进入如圆柱形筛分孔类似于“草船借箭”，基本认定它对卷烟纸有刺破刺裂隐患问题，由于烟丝的可塑性好又具好柔性，超过一定长度，是很难进入圆柱形筛分孔的，从而实现分离。
18、现有成熟技术的梗签分离和烟丝回收生产线上，在解决结团烟丝和松散问题时，会用到蒸汽、滚筒、振槽等，本发明的正交筛分本身就具有高效松散效果，因为曲面筛板的曲面是正弦曲面式的，从物理学和数学上分析，它的弹力是交变的，因此，它有极低的物料造碎率；同时正弦曲面除具有谐波效应外，筛分面积显著扩大，且性能提升，对烟草机械发展有益。
19、梗签直径尺寸大于比如大于3.2mm，梗签长度尺寸大于d2(6～10mm)，比如大于6mm或10mm，本发明提供二级振筛的控制尺寸测定和分离技术，即控尺寸筛板，它集计量测试学、几何学和物理学特征，它能在一定的空间角范围测定或判定梗签尺寸值，分离曲面是空间旋转曲面，曲面上任意点的法向均指向分离孔或筛分孔圆周，从力学上讲，大于d2尺寸的梗签都将被振筛弹出。烟丝或者“烟梗丝”是塑性的、柔性的，它的自然尺寸是变化的，只要它进入分离孔，大概率就将进入落料槽，从而实现梗签分离，从理论上讲，控尺寸筛板又再一次对梗签的物理硬度做测定。
20、分离孔或筛分孔及曲线导流条均使用正弦函数设计，由于其振幅小于1，烟丝碎屑在振筛上流畅且均匀，曲线导流条均衡了物料速率，不像平面筛那样像“青蛙跳跃式”的，同时正弦延长了筛分物料的路径。因此，控尺寸筛板实效显著。
1.一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置，其特征在于，包括：一级振筛(3)和二级振筛(6)；所述一级振筛(3)内设有曲面筛板(4)，所述二级振筛(6)内设有控尺寸筛板(8)；
2.如权利要求1所述的一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置，其特征在于，所述分离孔(8-7)的直径为d2，以所述分离孔(8-7)的圆周线上任意一点为圆心，半径等于d2的圆弧，该圆弧在所述分离曲面(8-8)上，所述分离曲面(8-8)是旋转曲面。
3.如权利要求2所述的一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置，其特征在于，所述第二筛分孔(8-1)在长度l1上按正弦曲线函数分布，各筛分孔(8-1)中心在正弦曲线上，方程为：波长为λ＝2π；在宽度b1方向上正弦曲线上的各第二筛分孔(8-1)依次平移。
4.如权利要求3所述的一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置，其特征在于，所述曲线导流条(7)按正弦曲线设计，方程为：波长为λ＝2π。
5.如权利要求4所述的一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置，其特征在于，所述第一筛分孔(4-1)的直径为d1，d1小于d2，所述第一筛分孔(4-1)的高度h不小于3mm，最小h值出现在波谷。
6.如权利要求5所述的一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置，其特征在于，所述落料槽(8-9)是过所述分离孔(8-7)圆周且和分离曲面(8-8)相切的开口通槽，该切面到分离孔(8-7)中心的最小距离为x，x范围为：
7.如权利要求6所述的一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置，其特征在于，所述控尺寸筛板(8)的长度l1按波长λ的整数倍设计，可以分段制造；所述控尺寸筛板(8)的设计长度l1为25个波长λ以内。
8.如权利要求7所述的一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置，其特征在于，所述曲面筛板(4)曲面上的第一筛分孔(4-1)的三维空间曲线c孔口处，以及所述控尺寸筛板(8)上的落料槽(8-9)出口的边缘处，进行手工修毛倒刺或倒角处理，防止烟丝的造碎或夹塞。
9.如权利要求8所述的一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置，其特征在于，还包括提升机(2)、输送板(5)、梗签收集箱(9)、梗签出料槽(10)、烟丝出料槽(11)、烟丝收集箱(12)、烟末梗签收集筒(13)和烟末出料槽(14)；所述提升机(2)与所述一级振筛(3)的前端相接合，所述一级振筛(3)的末端和所述二级振筛(6)的前端之间通过所述输送板(5)相接合；所述烟末出料槽(14)设置在所述曲面筛板(4)的下方，所述烟末梗签收集筒(13)设置在所述曲面筛板(4)的出口下方；所述烟丝出料槽(11)设置在所述控尺寸筛板(8)下方，所述烟丝收集箱(12)设置在所述烟丝出料槽(11)的出口下方；所述二级振筛(6)的末端与所述梗签出料槽(10)连接，所述梗签收集箱(9)设置在所述梗签出料槽(10)的出口下方。
10.一种卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收方法，其特征在于，采用如权利要求9所述的卷烟工序中烟丝碎屑的梗签分离和烟丝回收装置，
