本发明属于烟草领域，涉及卷烟生产技术，具体涉及一种正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置及其应用，应用于复烤生产线上的在线烟片筛分和制丝线上的“芝麻片”筛分及其“梗签”分离。
背景技术：
1、打叶复烤生产线上，在片烟物料中在线筛分出碎片(3mm-6mm见方)、碎末(<3mm见方)和粉尘(<0.8mm)是重要工序。由于片烟中含大中片率高(大于12.5mm见方)，至少百分之七八十以上(不同叶型和部位有差别)，而碎片碎末含量低，一般在2％以下，碎片碎末或夹持包裹、或吸附、或混合在大中片烟中，且相对中大片烟，其重量更轻盈，因此，根据其这些物理特征，通过现有的技术如直线型平面振筛较难筛透筛尽，而筛分线制造得也较长；更一步解决筛透筛尽的方案，或将烟片进入制丝车间在制丝工艺前，再做一次筛分，比如利用“鼻孔筛分”技术等等。但是“鼻孔筛”筛分效率低、粘烟油、且制造成本也不低，更主要的是其造碎高。总之，现有技术中要筛透筛尽复烤烟片中的碎片，技术难度较高，或工效较低。
2、在制丝工艺中，也面临着同样的问题，制丝工艺中也要针对烟丝线上比如小于5mm见方的碎烟丝做筛分，或称“芝麻片筛分”，而当今在用的直线型平面振筛技术，也较难筛透筛尽，也是同样原因。而“鼻孔筛”用于烟丝做筛分，同样是存在上述筛分效率低、粘烟油、制造成本高、造碎高的问题，且针对烟丝易阻塞孔。同时烟丝筛分还要面临烟草领域的关键性共性技术难题，即烟丝中的“梗签分离”。
3、因此，为解决复烤烟片在振筛内堆积，完成其松散输送和在线筛分碎烟片，提升其筛透筛尽效果，以及在制丝工艺中在线筛分“芝麻片”，并同时完成烟丝中的某些“梗签分离”，是人们所希望的。
4、为了解决以上问题，提出本发明。
技术实现思路
1、基于上述筛分系列问题，本发明首先想到对筛分面设计，在工程数学上应用到典型的余弦基函数“正交法”，即正交系中的余弦基函数，关键技术理论为输送筛分板的余弦波谷线均设计在同一水平面内，若能将输送筛分板的波谷线设计在三维空间内，同样采用“正交法”设计，使“振幅”能叠加，显而易见，两者的数学模型和振筛物理性能将有显著差别，对物料松散效果更佳，因此，可以针对具体的物料特征选择最佳技术，比如针对卷烟工业中数以百计的烟草物料输送和筛分关键工序，如流畅性、松散均布性、造碎性及筛分效率等做不同需求的设计。
2、根据振筛简谐振动物理特征，如果将筛分板的余弦曲线波谷线设计在三维空间，则将提供更好的输送松散效果和筛分效率，尤其对打叶复烤片烟生产线而言，由于烟片在振筛内堆积较厚，结团成块，可实现片烟在振筛内完成高效松散输送，即余弦波输送，或在完成其筛分过程中，筛板能使大片烟沿波峰“飘逸式”输送，使碎烟在波谷内完成输送和筛分，则能提升生产线性能和效率，能使生产线更短；或针对制丝生产线工艺的碎烟或称“芝麻片”筛分时，如在波谷的余弦曲线上设计筛分孔，因为振筛中的“梗签”比烟丝有更大的硬度、穿刺性和重量及动量，故该曲线上设计的筛分孔将大概率捕捉到“梗签”完成其分离，即“梗签分离”，或者认为，在该曲线上按技术要求设计的筛分孔捕捉不到的“梗签”，或可认为是烟梗丝，对卷烟无影响。
3、综上所述，为解决复烤烟片在振筛内堆积，完成其松散输送和在线筛分碎烟片，提升其筛透筛尽效果，研究正交余弦波输送很有价值，以及应用于在制丝工艺中在线筛分“芝麻片”，并同时完成烟丝中的某些“梗签分离”有广阔应用前景。
4、本发明具体通过以下技术方案实现：
5、为解决上述问题的至少一个方面，本发明提供一种正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置，其包括输料器3、振筛4、碎料输出器5、烟片输出器6、输送板7；
6、所述振筛4包括输送筛分板1，所述输送筛分板1上具有筛分孔2；
7、所述输送筛分板1通过所述输送板7与所述烟片输出器6物料连通，所述振筛4下方为所述碎料输出器5；
8、所述输送筛分板1的表面传输面设置为波形面，所述波形面为沿第一轨迹移动形成的曲面与沿第二轨迹移动形成的曲面通过正交形成的空间曲面，第一轨迹为第一竖直平面内的余弦曲线，第一轨迹在波峰和波谷处的切线平行于筛分板的宽度方向，第二轨迹为第二竖直平面内的余弦曲线，第二轨迹在波峰和波谷处的切线平行于筛分板的长度方向，第一竖直平面和第二竖直平面相互垂直正交；
9、所述输送筛分板1的长度方向为烟片物料输送方向。
10、优选地，所述输送筛分板1采用“薄件”压制时，薄件厚度为2～4mm；
11、优选地，用第一竖直平面和第二竖直平面构建的空间坐标系中，第一轨迹的方程为y＝acos(ω1x)，波长λ1，第二轨迹的方程为y＝bcos(ω2z)，波长λ2，优选地a＝1，b＝1，ω1＝1，ω2<1。
12、即在三维坐标系中，y＝acos(ω1x)曲线在z轴方向按y＝bcos(ω2z)曲线规律延伸形成的波形面则为传输面，给定一个y值，就有相应的x、z坐标值与之对应：
13、
14、这里，k1、k2为整数。
15、优选地，所述筛分孔2制造在波谷线上，该波谷线的余弦基函数为：y＝bcos(ω2z)，x＝nπ，n为正整数，表示波谷线序号，所述筛分孔2加工方向垂直于xoz平面(所述输送筛分板1平面)。
16、优选地，针对复烤工艺要求，用于筛分烟片中的碎烟时，选择所述输送筛分板1上所述筛分孔2直径尺寸d＝6mm值，所述筛分孔2制造在波谷线上，用于复烤碎烟片的余弦曲线筛分；
17、所述筛分孔2加工方向垂直于所述输送筛分板1平面。
18、优选地，针对制丝工艺要求，用于筛分烟丝中的“芝麻片”碎烟和完成烟丝中的梗签分离时，选择所述输送筛分板1上所述筛分孔2直径尺寸d＝5mm值，在垂直于xoz平面上制造筛分孔2在波谷线上，所述筛分孔2制造在波谷线上，用于烟丝中碎烟的余弦曲线筛分及烟丝中的梗签分离，所述筛分板2接入制丝线；
19、所述筛分孔2加工方向垂直于所述输送筛分板1平面。
20、优选地，所述输送筛分板1的长度l和宽度b的设计根据黄金分割比例0.618圆整设计。
21、本发明第二方面提供一种本发明第一方面所述的正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置的应用，将其用于复烤工艺中碎烟片中的烟片分离或者用于制丝工艺中烟丝中的梗签分离。
22、优选地，所述的正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置的应用包括以下步骤：复烤碎烟片或者烟丝作为物料由所述输料器3输入到所述振筛4内的所述输送筛分板1内完成其松散均布，并由所述筛分孔2完成碎烟筛分，碎烟由所述碎料输出器5输出，烟片或者梗签由所述输送板7通过所述烟片输出器6输出。
23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
24、1.在打叶复烤生产线上，由于各规格尺寸烟片往往堆积或相互夹持包裹，所以，采用目前直线振槽平面输送板，在线完成其松散输送时效果较差，本发明中不加工筛分孔的输送筛分板能有效解决，其理由是输送筛分板表面的传输面为在长度方向和宽度方向均有余弦波形面，波峰和波谷对物料有最佳的力学特征，快速使物料松散和均布。进一步地，在波谷线上制造筛分孔用于复烤碎烟片或烟丝中碎烟的余弦曲线筛分及烟丝中的梗签分离，本发明对物料有高的松散效果及筛分效率，且低造碎。
25、2.针对复烤片烟的碎烟片筛分分类时，只要片烟尺寸大于波长λ1见方，理论上，大片烟将沿波峰或波面飘逸式输送，使小尺寸烟片在波谷内完成筛分，而筛分孔又制造在波谷为余弦曲线的曲线上，物料沿余弦曲线的移动，是典型的曲线筛分，因此，提升筛分效率和生产线性能，且可使生产线制造更短。
26、3.本技术方案应用于制丝工艺时，由于烟丝中的“芝麻片”筛分是最制丝重要的工序，而目前一般采用直线平面振筛完成，显而易见，只要输送筛分板上的筛分孔直径尺寸定制为工艺需要的d＝5mm值，接入制丝线，同样能高效率完成“芝麻片”筛分；
27、“梗签分离”是烟草领域关键性共性难题，由于烟丝和梗签有不同物理特征，如硬度、穿刺性和重量及在振筛中的动量或冲量，而本技术方案中，筛分孔又制造在波谷上，波谷线又为余弦曲线，小尺寸的物料将在波谷内运行，因此，筛分孔将大概率捕捉到“梗签”完成其分离，即实现“梗签分离”，进一步实施例是：在波长λ2为62.832mm的一段波谷余弦曲线上，设计有5个￠5mm的筛分孔，在波谷内移动的符合该筛分孔尺寸分离的“梗签”将大概率被分离；由于本技术方案中的输送筛分板表面是空间曲面，具体是正交余弦波曲面，因此，对物料造碎率最低，更比平面振筛等低很多。
28、4.由于筛分技术在烟草加工业有重要性和关键性，本技术方案中关键的正交余弦波曲面及波谷线筛分法，对烟草行业的烟机装备技术发展有促进意义，同样地，在其它领域如食品、医药、矿业，本技术方案同样推广价值，有明显的经济效益和社会效益。
1.一种正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置，其特征在于，其包括输料器(3)、振筛(4)、碎料输出器(5)、烟片输出器(6)、输送板(7)；
2.根据权利要求1所述的正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置，其特征在于，所述输送筛分板(1)采用“薄件”时，薄件厚度为2～4mm。
3.根据权利要求1所述的正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置，其特征在于，用第一竖直平面和第二竖直平面构建的空间坐标系中，第一轨迹的方程为y＝acos(ω1x)，波长λ1，第二轨迹的方程为y＝bcos(ω2z)，波长λ2，优选地a＝1，b＝1，ω1＝1，ω2<1。
4.根据权利要求3所述的正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置，其特征在于，在三维坐标系中，y＝acos(ω1x)曲线在z轴方向按y＝bcos(ω2z)曲线规律延伸形成的波形面则为传输面，给定一个y值，就有相应的x、z坐标值与之对应：
5.根据权利要求1所述的正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置，其特征在于，所述筛分孔(2)制造在波谷线上，该波谷线的余弦基函数为：y＝bcos(ω2z)，x＝nπ，n为正整数，表示波谷线序号，所述筛分孔(2)加工方向垂直于所述输送筛分板(1)平面。
6.根据权利要求1所述的正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置，其特征在于，针对复烤工艺要求，用于筛分烟片中的碎烟时，选择所述输送筛分板(1)上所述筛分孔(2)直径尺寸d＝6mm值，所述筛分孔(2)制造在波谷线上，用于复烤碎烟片的余弦曲线筛分；
7.根据权利要求1所述的正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置，其特征在于，针对制丝工艺要求，用于筛分烟丝中的“芝麻片”碎烟和完成烟丝中的梗签分离时，选择所述输送筛分板(1)上所述筛分孔(2)直径尺寸d＝5mm值，在垂直于xoz平面上制造筛分孔(2)在波谷线上，所述筛分孔(2)制造在波谷线上，用于烟丝中碎烟的余弦曲线筛分及烟丝中的梗签分离，所述筛分板(2)接入制丝线；
8.根据权利要求1所述的正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置，其特征在于，所述输送筛分板(1)的长度l和宽度b的设计根据黄金分割比例0.618圆整设计。
9.一种权利要求1-8任一项所述的正交余弦波输送的复烤碎烟片筛分装置的应用，其特征在于，将其用于复烤工艺中碎烟片中的烟片分离或者用于制丝工艺中烟丝中的梗签分离。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，其包括以下步骤：复烤碎烟片或者烟丝作为物料由所述输料器(3)输入到所述振筛(4)内的所述输送筛分板(1)内完成其松散均布，并由所述筛分孔(2)完成碎烟筛分，碎烟由所述碎料输出器(5)输出，烟片或者梗签由所述输送板(7)通过所述烟片输出器(6)输出。
