一種用廢礦物棉生產製品的裝置和方法
2023-06-19 12:31:21
專利名稱：一種用廢礦物棉生產製品的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種用於生產礦物棉(含礦渣棉、巖棉、玻璃棉、矽酸鋁棉等)保溫材料製品的生產裝置及生產方法，具體地說就是可以將廢礦物棉(散狀棉和不規則的原棉)經過再加工而製成不同品種和規格的保溫材料製品的生產裝置和方法。
目前，市場上銷售的礦物棉保溫材料製品，均是採用由制棉機制出的棉纖維直接沉降到沉降室輸送網帶上的均勻的棉氈製作的。而沒有採用廢礦物棉再生產保溫材料製品的生產裝置和方法(幹法)。現已有人開始利用手工操作生產對以上廢礦物棉進行一些簡單的再利用(屬於溼法生產方法)加工，但產品質量極差，勞動條件和環境惡劣。
本發明的目的在於提供一種新的生產裝置及方法(屬於幹法生產方法)，對以上廢礦物棉進行再加工，為廢礦物棉的再利用提供一條切實可行的新途徑，也為現有生產礦物棉企業的生產提供了配套的生產裝置和方法。
本發明是這樣實現的，採用了多級不同方式的機械加風力的開棉生產裝置及方法，它為廢礦物棉的再利用提供了可能的必要條件。使被鬆開的棉纖維有機會能夠在沉降的過程中均勻地加入粘合劑，並經絮棉機製成均勻的棉氈供下道工序使用。與之相連接的卷管機可將棉氈自動卷繞成各種規格的保溫管制品。若將卷管機換成制板機，就可以製成不同厚度的保溫氈和保溫板等製品。
本發明由於安裝了與之配套使用的收塵設施，以及微負壓循環風的作業系統，機器處在微負壓的條件下工作。使得生產環境大大改善，操作者可以較輕鬆地守候機器旁進行生產。
圖1是本發明的開棉機A的結構示意圖;
圖2是本發明的絮棉機B的結構示意圖;
圖3是本發明的卷管機C的結構示意圖;
圖4是本發明的制板機D的結構示意圖;
圖5是壓棉輥5的正面結構示意圖;
圖6是扯棉輥2及齒型網帶12工作示意圖;
圖7是剝棉輥22及齒型網帶12工作示意圖;
圖8是活動篩14局部俯視示意圖;
圖9是本發明整體示意圖和微負壓循環風收塵操作原理圖;
圖10是輸送網帶28的局部俯視圖;
圖11是輥35的防粘結構示意圖;
圖12是過濾網帶28過橋示意圖;
圖13是槽型導向輥38與鋼帶28工作示意圖。
本發明的實施例主要由開棉機A、絮棉機B以及卷管機C或制板機D等設備組成。
如圖1所示，開棉機A由餵入部分、上棉部分、開棉部分、送風部分、活動篩14和電動機24組成，餵入部分由料鬥8、輸送帶9、密封簾10和鏈輪11連接在一起構成，上棉部分由壓棉輥5、漲緊輪6、扯棉輥2與齒型網帶12靠在一起構成，開棉部分由齒型網帶12靠在上剝棉輥22、下剝棉輥19上組成，送風部分由進風管1、擋風板3、進風口4和機殼7構成，活動篩14由軸15、主傳動鏈輪16、下排軸17、上排軸18構成，電動機24經鏈輪23同時帶動主傳動鏈輪16、下剝棉輥19、鏈輪11、漲緊輪6、壓棉輥5、扯棉輥2、鏈輪25、上剝棉輥22一起轉動。
其生產方法為料鬥8將待加工的廢棉放入其中，由鏈輪11帶動輸送帶9將廢棉運送經過密封簾10進入機殼內，併到達由鏈輪25帶動的齒型網帶12處，網帶12的主要作用是開棉，其次是輸送棉。由它將大部分廢棉插在齒尖處帶向上方，多餘沒有插上的棉團重新回到輸送網帶9上。此時在棉中夾雜的渣子等物被部分地分離出，通過排渣鬥13排出。上面落下的棉和加入料鬥運送來的棉的總和應大於齒型網帶12的總上棉量，這樣多餘的棉能夠在齒型網帶12上棉不足的地方起到一個補充的作用，使網帶12上的齒尖能夠掛滿棉。由於這種廢棉的密度較大，且纖維很脆，齒型網帶12上的齒不易插入棉團的內部，所以在這裡設置了一個壓棉輥5，其上面的壓板採用橡膠板或軟塑料板等柔性材料，壓板的截面形狀為齒輪漸開線的形狀，正面為間斷型，每塊軟板K均可自由彎曲活動如附圖5所示。輥5在鏈條漲緊輪6的作用下，順時針轉動，它能夠完成將掛在齒型網帶12齒尖上的棉壓入齒的根部。扯棉輥2也作順時針轉動，在輥上裝有許多鋼針，輥的截面鋼針系採用齒輪漸開線的彎曲形狀，其彎曲方向與輥5上的壓板相反，作用是將過多的棉(即露在齒型網帶齒外的棉)扯下，保證齒型網帶12的上棉量為一定值。扯棉輥2動作過程，如圖6所示，為了避免棉纖維的損傷，齒型網帶12上的齒設計為一曲線形，它近似於一個圓弧線的一段。網帶上的齒尖運動軌跡為直線向上，而扯棉輥2上鋼針的尖端作的是圓周旋轉運動，為一曲線。兩者在0點的相對運動軌跡為先互相插入棉團(以鋼針尖端的插入為主)，即兩個力F1和F2大小相等、方向相反。當轉過0點之後，鋼針尖端的作用力F1逐漸轉向F3的方向，形成一個扯松的力量，將棉團從中間扯開，有效地保持了纖維的完整性。當齒型網帶12掛滿棉的部位轉到作逆時針旋轉的上剝棉輥22處時，因在上剝棉輥22的四周也裝有許多鋼針，輥子截面的鋼針方向均與輥22的軸線垂直。鋼針的尖端與齒型網帶12上的齒交叉插入一定的距離，但在沿軸線的方向相互錯開，應保證在相對運動時不發生碰撞。所以靠近齒尖處的棉被上剝棉輥22剝離下一層。這裡由於採用了曲線形的齒型網帶的齒和與軸線垂直的鋼針相配合的剝棉方法，如圖7所示，在兩者相對運動時，網帶12的齒尖有一個向左偏斜的力F1，剝棉輥鋼針尖則有一個向右偏斜的力F2，鋼針的動作是先插入棉層內部，然後再向右扯，所以在剝離時只剝下表面一層，而不會全部帶出。被剝下的棉經導料板20拋向下方。支撐輥21是用來減輕齒型網帶12的抖動，避免剝棉輥同齒型網帶相碰撞。由風管1來的風經進風口4進入網帶12內，因為網帶12的每塊鏈板之間都留有一定的距離(組成許多長孔，約佔網帶總面積的二分之一)，所以在擋風板3的作用下，風從後經網帶12上的長孔向前將剩在齒型網帶12根部內的一層棉吹向齒尖處，再由作逆時針旋轉的下剝棉輥19將其全部剝出，輥19與輥22的動作相同，作用一樣，只是鋼針交叉插入齒型網帶12上齒的深度更多一些。經過兩次剝離的棉均落入開棉機下部的活動篩14內，由電機24經鏈輪23通過鏈條傳到主傳動鏈輪軸16，再通過幾組齒輪傳動，帶動活動篩14中的若干根帶有許多鋼針的上排軸18和下排軸17。其中各個相鄰的兩根軸的轉向不同，轉速也不同。因此，能夠起到將棉團扯松的作用，通過活動篩14，落入活動篩下方的絮棉機B中。如圖8所示，活動篩14上排軸的鋼針a互相對應，主要用於扯松棉團，下排軸17的鋼針b與上排軸18鋼針相互交錯插入，主要是將纏繞在上排軸18上的纖維扯下來，其次還可以起到阻擋由上排軸漏過的棉團的作用。由於上排軸18和下排軸17的有機配合，使活動篩14既能阻擋棉團起到篩子的作用，同時又能起到將被阻擋住的未能開松的棉團繼續開松的目的。
供給開棉機與絮棉機的風壓來自於同一個循環風系統，如圖9所示。由風機93將絮棉機內的風由出風口31引出，打到一個空氣膨脹箱89內，膨脹箱上設有一個收塵器90，還設有一個出風口91，由調風閥92控制風量，出風口91與開棉機的進風管1連接，進入開棉機A的風經絮棉機B被風機93抽出，調風閥92是用來調整設備工作時風壓高低的，也就是說設備內的負壓是靠調風閥的阻力來實現的。開棉機A和絮棉機B應經常處在微負壓的情況下操作。在正常工作的時候，只有很少的風經收塵器90排空，其排風量等於設備工作時因密封不嚴漏入的風量，即設備由循環風系統以外吸進的風量。
如圖2所示，絮棉機B由機殼27、噴膠頭26、輸送網帶28、輸渣網帶30、壓實部分、網帶清洗部分和電機44構成。噴膠頭26固定在機殼27的內壁上，機殼27上開有吸風口31和掏渣口33。輸送網帶28套在託軸29、主傳動軸42、槽型導向輥38、導向輥48、槽型導向輥51上構成。輸渣網帶30套在主傳動輥32和託輥29上，壓實部分由搖臂34、輥35、網帶36和輥軸37構成。網帶清洗部分由清洗水盤49、傳動鏈47、刷軸輥50構成。電動機44通過鏈輪45、鏈條43和鏈條46分別帶動鏈輪40和主傳動軸32轉動，由主傳動軸32通過一對鏈輪經過鏈條47帶動刷軸輥50轉動。其生產方法為經活動篩14落下的纖維進入機殼27內，在下落的過程中與一個或兩個噴膠頭26噴出的已經充分霧化了的粘合劑混合。在以上過程中仍然有一些更小的渣球在下降時被空氣的阻力分離出來。小渣球先落在輸送網帶28上，由於輸送網帶28是由若干根封閉的環型鋼帶組成，每根之間留有一定的間距，形成條型篩子網狀，如圖10所示，所以小渣球可以順利地通過並落到輸渣網帶30上，經鏈條46和主傳動輥32的帶動下，渣子被送到掏渣口33處。混有粘合劑的纖維在吸風口31的負壓作用下，被迅速有效地攔截在網帶28上，網帶28被電機44上的鏈輪45通過鏈條43帶動網帶主傳動輥鏈輪40拖動，連續勻速向前運動。由於下降的含膠纖維為一定值，所以在網帶28上便會形成一層均勻的氈層(氈層的厚度是依靠開棉機A的開棉量來決定的，開棉機傳動電機為調速電機)。為了使網帶28平整，在網帶的下方加設了若干根託輥29。沉降在網帶28上的棉層經壓實鎖風輥35壓實後被網帶28託出絮棉機。輥35由搖臂34限位，作上下搖動。小輥軸37和小網帶36是預防氈片粘在輥35上而設的。小網帶36是由許多根封閉的尼龍繩圈組成，每圈之間留有一定的間隔，在輥35和輥37上均沿軸線方向按此間隔加工出環形槽，每根尼龍繩均在各自的槽中運動，如圖11所示，它們可將粘在輥35上的氈片剝離下來。在主傳動軸42與卷管機C傳動輥41或制板機D傳動輥41之間，設有過渡網帶過橋39，如圖12所示，過渡網帶是由許多根鋼絲排列組成，其間隔為鋼網帶28的每根鋼帶的間隔，即在每兩根的間隙中插入一根鋼絲39，鋼絲的其中一端固定在支架94上，另一端搭在輥41上。它可使氈層從絮棉機B的網帶28上順利地過渡到卷管機C的網帶54上。與氈層脫離後的空網帶28在槽型導向輥38和槽型導向輥51以及平導向輥48的作用下繼續循環使用，重複上述工作過程。槽型導向輥38和槽型導向輥51的主要作用是防止網帶28的沿軸向移動，如圖13所示，它們是沿軸線的方向上均布帶有許多略寬於鋼帶的環形槽輥軸，每根鋼帶均在各自的環型槽內運動。在網帶28的最下方設有一個清水洗盤49，以及一個由傳動鏈47帶著轉動的刷軸輥50對網帶28作連續不斷的清洗。
如圖3所示，卷管機C由套裝在主傳動輥組55、付主傳動輥53、主成形輥58、主成形輥59、轉向輥62、輥65和配重輥67上的成型網帶54，用套在主傳動輥組55上的鏈條43帶動著可移動，在靠近付傳動輥53的一側，裝有離合器52，可動的管芯60靠在主成形輥58和主成形輥59的一側共同構成。由於該生產方法使用的原料的棉纖維較短，制出的氈層抗拉強度較低，所以在此採用了強制性全包裹式擠壓纏繞成型法生產保溫管。此法的特點是由成型網帶54將正在纏繞的保溫管61及管芯60全部包圍，同時成型網帶54還肩負著運輸棉氈的作用，使保溫管61周圍受到的擠壓力是均勻的，對於連續送入並纏繞在管芯60上的每一層棉氈所施加的壓力也都是均衡的。它的具體工作過程是這樣實現的，卷管機C的動力來自於絮棉機B上的電機，即同絮棉機B共用同一臺電機，以保證兩網帶的同步運行。由鏈條43傳遞，在其間增設了離合器52(只用於卷管)，在卷管達到尺寸要求時摘開，中斷絮棉機B的供氈。為了使卷管機網帶54獲得足夠的工作拉力，在主傳動部位除了主傳動輥組55外，還增加了一個副傳動輥53。傳動鏈條43是靠輥55漲緊的。在主、副傳動輥的帶動下，網帶54託著氈層56沿箭頭方向前進，經過主成型輥58和主成型輥59後在網帶54的作用下，棉氈被一圈接一圈地纏繞在予先放置的管芯60上。空網帶54經輥59送出，再經轉向輥62和調整輥65，到主傳動輥55處，輥65用於加工不同管徑時，調整網帶的長度。當保溫管61達到厚度要求時，滑臺63及壓輥64對保溫管61進行擠壓定型，定型完成後將固定在搖臂57上的輥58沿箭頭由右向左搬動，這時保溫管61及管芯60在加有配重的搖臂66及配重輥67的作用下從工作部位拖出，完成加工全過程。保溫管61在纏繞過程中直徑由小變大，網帶長度的自動補償變化是依靠搖臂66和配重輥67的上下搖動來實現的，保溫管在纏繞過程中的擠壓力大小調整也是靠它獲得的。
本發明的制板裝置D的結構如圖4所示，在帶有進風口80的下機殼84和帶有出風口的上機殼72中間，裝有齒輪組67的下齒輪軸，可通過鏈條88及封閉鏈條81帶動下網帶83沿託輥組82移動，齒輪組67的上齒輪軸，可通過封閉鏈條75和上壓輥組77帶動上網帶74移動，上下網帶間的距離可通過上網帶74上的兩個調整螺杆組76調節，它們的後部裝有切斷裝置78。其工作過程是由絮棉機B輸送過來的棉氈(噴膠棉)，經過渡網帶過橋39過渡到制板裝置D下網帶83上，通過鏈條88將電機的動力傳遞給輥的端部的鏈輪並帶動該輥一起轉動，然後再由若干根封閉鏈條81帶動託輥組82一起轉動，被拖動的網帶83帶著棉氈一起向前移動，到達上網帶74的位置後，上、下網帶對棉氈施加一定的壓力，繼續向前輸送。上網帶74的運動是依靠齒輪組67來實現的。齒輪轉動後帶動了與之相連的鏈輪68也一起轉動，鏈輪68經過若干根封閉鏈條75帶動上網帶74上壓輥組77一起轉動，棉氈在上、下網帶的夾持下，送入由上機殼72和下機殼84組成的粘合劑固化段，由進風口80送入的來自熱風爐的熱風在擋板73的作用下，在棉氈中往返穿過，最後經排風口排出。被固化好的棉氈經切斷裝置78切成所要求的尺寸，由輸送網帶79送出。上、下網帶均採用了與絮棉機網帶28相同的封閉型鋼帶，為了防止鋼帶的橫向移動，特加設了一對鋼帶限位槽輥71和輥85，每根鋼帶均在各自的槽中運動。在每組鋼帶的左端還設有上刷油輥69和下刷油輥86，以及油槽87和漏油鬥70，對上、下網帶進行連續塗刷施油，可使棉氈在固化的過程中不致與網帶粘連，對棉氈加壓的力量是根據需要靠調整螺杆組76來實現的。
經試用，本發明的優點是明顯的(一)、本發明利用廢礦棉製造的保溫材料，如棉氈、保溫管、保溫板等均已滿足工業需要，節約了礦棉資源;(二)、提高生產效率，本發明比手工勞動提高效率10倍以上，並提高了產品質量，比手工產品提高一個等級，還改善了工作環境，有利於生產者的健康;(三)、本發明的設備價格低，生產製品成本也低，只相當於現有礦務棉製品成本的二分之一;(四)、生產方法簡便，易於操作。總之，本發明適合於廢礦物棉生產製品的需要。
權利要求
1.一種用廢礦物棉生產製品的裝置，其特徵在於由於棉機A、絮棉機B、卷管機C和制板裝置D構成，開棉機A由餵入部分、上棉部分、開棉部分、送風部分、活動篩14和電動機24組成，餵入部分由料鬥8、輸送帶9、密封簾10和鏈輪11連接在一起構成，上棉部分由壓棉輥5、漲緊輪、扯棉輥2與齒型網帶12靠在一起構成，開棉部分由齒型網帶12靠在上剝棉輥22、下剝棉輥19上組成，送風部分由進風管1、擋風板3、進風口4和機殼7構成，活動篩14由軸15、主傳動鏈輪16、下排軸17、上排軸18構成，電動機24經鏈輪23同時帶動主傳動鏈輪16、下剝棉輥19、鏈輪11、漲緊輪6、壓棉輥5、扯棉輥2、鏈輪25、上剝棉輥22一起轉動，絮棉機B由機殼27、噴膠頭26、輸送網帶28、輸渣網帶30、壓實部分、網帶清洗部分和電機44構成，噴膠頭26固定在機殼27的內壁上，機殼27上開有吸風口31和掏渣口33，輸送網帶28套在託軸29、主傳動軸42、槽型導向輥38、導向輥48、槽型導向輥51上構成，輸渣網帶30套在主傳動輥32和託輥29上，壓實部分由搖臂34、輥35、網帶36和輥軸37構成，網帶清洗部分由清洗水盤49、傳動鏈47、刷軸輥50構成，電動機44通過鏈輪45、鏈條43和鏈條46分別帶動鏈輪40和主傳動軸32轉動，由主傳動軸32通過一對鏈輪經過鏈條47帶動刷軸輥50轉動，卷管機C由套裝在主傳動輥組55、付主傳動輥53、主成形輥58、主成形輥59、轉向輥62、輥65和配重輥67上的成型網帶54，用套在主傳動輥組55上的鏈條43帶動著可移動，在靠近付主傳動輥53的一側，裝有離合器52，可動的管芯60靠在主成形輥58和主成形輥59的一側共同構成，制板裝置D的結構是在帶有進風口80的下機殼84和帶有出風口的上機殼72中間，裝有齒輪組67的下齒輪軸，可通過鏈條88及封閉鏈條81帶動下網帶83沿託輥組82移動，齒輪組67的上齒輪軸，可通過封閉鏈條75和上壓輥組77帶動上網帶74移動，上下網帶間的距離可通過上網帶74上的兩個調整螺杆組76調節，它們的後部裝有切斷裝置78。
2.一種用廢礦物棉生產製品的方法，其特徵在於將廢礦棉放入開棉機A的料鬥8中，由輸送帶9帶入齒形網帶12處，由壓棉輥5、扯棉輥2與齒型網帶12共同將廢礦棉輸送到上剝棉輥22和下剝棉輥19上，將廢礦棉開松後送到活動篩14上繼續開松，並送入絮棉機B的機殼27內，在開松的廢礦棉下落過程中由噴膠頭26噴入粘合劑並共同落在輸送網帶28上形成均勻的含膠氈層，同時，將渣球落到輸渣網帶30上送出，由於從抽風口31的抽風作用使機殼27下部形成負壓，使開棉機A中的廢礦棉迅速地連續地送入絮棉機B內，經壓實鎖風輥35壓實後送入卷管機C內卷管或送入制板裝置D中制板。
3.根據權利要求1和2的卷管方法，其特徵是在於成型網帶54上的氈層56的一端，纏繞在管芯60上，成型網帶54隨主成形輥58和主成型輥59的轉動將氈層繞在管芯60上，並逐步增加厚度，當達到厚度要求時，使離合器52摘開，停止纏繞，摘下卷管。
4.根據權利要求2和3的礦物棉板的生產方法，其特徵在於將電動機的動力傳給齒輪組67，經帶動上下網帶及輸送到上下網帶中間的棉氈，在加壓情況下移動，經過進風口吹來的熱風穿過棉氈而得到烘乾、固化成為棉板，當烘乾的棉板達到規定尺寸時，切斷裝置切斷棉板而製得。
全文摘要
本發明屬於礦物棉(含礦棉渣、巖棉、玻璃棉、矽酸鋁棉等)保溫材料製品生產技術領域。它由開棉機A、絮棉機B、卷管機C或制板機D等主要設備組成。該設備的生產工藝屬於幹法生產工藝。它是利用了開棉機經多級不同方式的機械加風力的開棉方法將廢棉開松、經過開松的棉纖維在自然沉降的過程中，與噴膠頭噴出的已充分霧化的粘合劑混合後，再由絮棉機製成所需厚度的棉氈層。
文檔編號C03B37/005GK1068769SQ91104940
公開日1993年2月10日 申請日期1991年7月19日 優先權日1991年7月19日
發明者周衛國 申請人:河北省建築材料工業設計研究院