固體分選機的製作方法

2023-10-08 19:16:09

專利名稱：固體分選機的製作方法
技術領域：
本發明涉及分選出固體的固體分選機，例如從用氣流氣動輸送的棉叢中分離出如由金屬、石頭、木頭、塑料、橡膠等構成的重質顆粒以及繩、線和雜質如梗、種殼殘餘、葉子等。
背景技術：
棉花是在收穫並除去種子後被壓成捆地供給紡紗廠的天然產物。尤其是在這些第一加工步驟中，成外來物(固體)形式的雜質如由金屬、石頭、木頭、塑料、橡膠等構成的重質顆粒以及繩線進入棉花裡。雜質如梗、種殼殘餘、葉子等也是被視作雜物的固體。這些固體將會損壞紡紗機並且降低終產品質量。因此，儘早去除這些雜質也是清棉機的一項重要任務。
從棉包中卸下一些棉叢並接著藉助氣動輸送裝置繼續在該清棉機的不同工位之間進行輸送。新技術帶來了高性能梳理機，該梳理機具有總是較高的產量。這就要求流過清棉機的棉叢流的體積整體增大。因此，氣動輸送連接線送來總是較多的材料。這要求固體分選機有較高的吞吐量並同時保持分選級。
EP 987345號(Marzoli)描述了一種去除汙物顆粒的裝置，它直接安裝在氣動輸送線的一水平部分內。該裝置包括多個保持在纖維流中的並使汙物顆粒轉向通道底部區域的棒。在底部區域內，在柵條之後，一轉向刀對準氣流。轉向刀將纖維流分成兩部分。上部分含有優良纖維且繼續在輸送通道內輸送，而下部分被分出來地引至廢料箱。轉向刀造成S形轉向，並且雜質藉助離心力從棉叢中被甩出來。轉向刀的缺點是，它造成棉花內的棉結數量的增多，因此對終產品質量產生了不利影響。另外，這樣的裝置不適用於很高的材料流通量，這將導致分選出的材料含優良纖維的量增大。
DE 3109154(Truetzschler)描述了一種基於類似原理的裝置和方法。為了從藉助氣流來氣動輸送的棉叢中分選出雜質，在這裡也使棉叢流的流向偏轉。為了從輸送流中分離出雜質並且為了保持輸送體積不變，棉叢流在轉向前被分成至少兩部分氣流，從至少其中一部分氣流中分選出雜質並且這些分氣流再次合併成輸送氣流。在體積流較高時，這種分離就變得不充分了。因此，該裝置的缺點也在於廢料含優良纖維的量較高並且外來物分選不充分。
一種眾所周知的裝置是使纖維流轉向90°的裝置，其中在轉向曲線的第二部分中設置了一個帶分選容器的開口。在轉向之後進行抽吸。抽吸可以輕易地使輕質顆粒轉向，因為重質顆粒因質量和體積大而仍然在原方向上飛動並沉積在該容器內。當提高棉叢流的速度並增大裝載量時，無法再有效地採用上述分選原理。尤其是當棉叢流的動力大於從中分選出部分物質所需的力時，此原理也不再起作用。棉叢流在被分選前將帶走待分離部分。

發明內容
本發明的目的是，在考慮了大體積流的情況下從氣動輸送的棉叢流中分選出固體。
根據本發明的解決方案是一種裝置和一種方法，它們用於實現優質纖維與固體的更好分離，其中降低氣流速度，以使固體有時間被有效地分離出來。
如上所述，棉叢和髒的固體藉助氣流以氣動方式在清棉機的不同工位之間的圓形通道內進行輸送。為了給棉叢流提供不變的速度，按照有規律的間隔了安裝通風機，這些通風機或是抽氣或是鼓風。
為了能夠分選，固體密度必須大於氣體。然而，這些可分離的顆粒需要時間才能真正分離。為了從該空氣棉叢流中分離出這些固體，本發明的一個解決方案就是明顯降低該空氣棉叢流的速度。
為了分選，所有顆粒、棉叢和固體經過一個分選裝置，該分選裝置包括一水平分選通道和一布置在該分選通道下方的分選容器。分選通道最好是一個橫截面為矩形的且長度為l、寬度為b、高度為h的通道。
如果顆粒到達分選容器所需的時間tb小於顆粒越過分選通道所需的時間tv，則分選只發生在分選通道內。圖1示意表示這種情況。顆粒A有足夠高的速度並且被分離出來，而速度較低的顆粒B越過該分選通道地被繼續送入排出通道。
最短分選時間tv取決於空氣棉叢流qv的流動體積、分選通道的高度h、長度l和寬度b，並遵循公式tv＝(l.b.h)/qv。分選時間tb取決於顆粒的高度h和垂直速度v∶tb＝h/v，其中v取決於顆粒的重力、外形和密度。如果tv＝tb，或如果h/v＝(l.b.h)/qv，則剛好發生分選。等式中不含高度。這意味著，分選表面1.b連同空氣棉叢流qv的體積對仍然可分離出來的最小顆粒起決定性作用。
根據本發明的裝置最好包括一供應通道，該供應通道的橫截面被擴大，以使空氣棉叢流qv的體積減小並過渡到一分選容器上方延伸的並有矩形橫截面的分選通道，還包括一個橫截面減小至一般設置用於輸送通道的排出通道，並且後設有一通風機。
正常的輸送速度為通常用於紡紗機的速度。它取決於輸送通道的結構、所用管的直徑和所安裝的通風機的數量和尺寸。因此，正常的輸送速度在不同的紡紗機可能是不同的。此外，正常的輸送速度由於氣流無規律地含有棉叢而在工作期間內變化。
本發明的解決方案的特徵在於，空氣棉叢流在橫截面改變之後進入速度至多為正常輸送速度的80％且最好是70％、50％、35％、25％或15％的分選通道內。該空氣棉叢流的輸送速度的降低取決於所希望的分選級。如果仍必須分離出較小顆粒，則需要更大的減速，而對粗顆粒來說，較小的減速已經獲得了有效結果。然而，這種減速也對分選中的優質纖維即所希望的纖維材料的數量產生影響。因此，對每次應用都應重新考慮調整平衡問題。減速可能性也與所選擇的通道長度有關。
輸送速度的最大降低取決於棉叢的密度和形狀，這些棉叢必須仍保持浮動，以確保它們可進一步輸送。在棉叢粗大(剛好在拆包機後)的情況下，所需的最小輸送速度高於所有清潔步驟後的速度，在這裡，棉叢的絕大部分被開松，而部分鬆散纖維被空氣棉叢流帶走。
分選通道的長度最好可以調整，以便可調整分選程度；因此，本發明裝置可被用於清棉機的不同位置。例如，就在拆包機之後使用該裝置，以便從空氣棉叢流中分離出如由金屬、石頭、木頭、塑料、橡膠等構成的重質固體以及繩線。然而，本發明裝置也可緊接在梳理機之前，以便主要分離出植物型固體如種殼，棉叢已被開松，在不同的處理期間內，這樣的植物型固體就離開了。該裝置的長度則可以適應於仍要分選的相當細小的顆粒。
雖然通道高度在分選中沒有直接影響，但它仍然影響了總體結構的功能性。與分選容器深度相關地需要一個最小深度，以使分離顆粒不再被帶走。此外，分選通道的長寬比影響了分選通道內的流動情況。氣流應該均勻地流過通道並且要儘可能地避免紊流，紊流會對固體分選和/或可能更多地分離出優質纖維產生不利影響。


通過附圖和以下描述來說明本發明的其它變型解決方案，圖中圖2表示根據本發明的一個解決方案的示意圖；圖3表示該導流通道的詳圖；圖4表示在圖1中用A-B線表示的沿箭頭方向的橫斷面示意圖；圖5a、5b表示可選的柵格形狀的例子，圖5a是縱斷面，圖5b為橫斷面；圖6a-6c表示衝擊板的可能形狀。
具體實施例方式
圖2表示本發明裝置的示意圖。通過與氣動輸送線(未進一步示出)相連的供應通道1來供應棉叢流，該氣動輸送線與各種不同的清棉機相連。最好增大該供應通道的橫截面，以實現速度降低，該橫截面從圓形過渡為矩形。在該供應通道的端頭，棉叢流轉入轉向通道5內。這樣，棉叢流平行於柵格2地流過分選通道6。一臺在氣動線內布置在固體分選機之後的通風機抽氣，由此棉叢流通過排出通道3被排出，在這裡，棉叢流又被加速到正常速度，這部分是因為通風機的抽吸能力，部分是因為通道橫截面又適應於正常使用的通道尺寸。
最好可以通過一可調整的楔14來進一步降低棉叢流的速度。這樣，可以優化準確的氣流狀況。最好是內置設置的另一個部件是在分選容器7內的可調吸氣孔。空氣從該排出通道被抽走並產生一氣流，該氣流沿衝擊板導向流動，因此，在排出方向提供一個棉叢上升力。這樣一來，可以優化分選材料與分選優質纖維之間的比例。
在棉叢流內攜帶有固體。在供應通道1內的速度的減緩時，待分離固體取決於其密度和體積而不太快地使其速度匹配於棉叢流的速度。另外，在該轉向通道內，由此出現一個造成固體向外甩且在水平部分中向下甩的離心力。固體被甩向柵格條，在那裡，它們直接落下或至遲在開口處被分離到柵格後。
分選出的材料被收集在一個封閉的分選容器8內。可以定期用手清理此容器。為此，最好安裝一個有可封閉的蓋4的槽，該蓋使容器與上方隔開，以防止在整個氣動通道內的空氣條件被破壞。通過滑閥，也可以防止再次抽吸分選出的材料。由於有該槽，也可以在生產期間內進行清理。或者，在考慮到整個氣動系統的空氣狀況的情況下，也可以在容器內裝入一個閘輥或一個間歇抽吸系統。
圖3具體示出了轉向通道。用符號I和II表示該供應通道的兩個可行布局的例子。如果轉向角α等於180°，則固體將獲得最大離心力。但缺點是，通道內有更高的阻力，這將需要更高的輸送能量。轉向角最好在70°到120°之間，尤其是90°。該轉向通道的壁可以由一彎成圓形的金屬片形成；該導向部最好不成圓形，而是逐步折邊的。因此，轉向通道沒有起到光滑的滑動軌道的作用。因此，固體轉向並尤其是損失了與棉叢流平行的力，而垂直力(等於重力方向)變得更加重要。另外，這種逐步折邊略微開鬆了棉叢球。
圖4更具體地表示分選通道。該柵格的任務之一是保持棉叢。由於速度明顯降低，所以在分選通道內形成一平行氣流；這樣，在柵格條的表面上產生一氣墊，它對使棉叢保持在流經氣流內產生有利的影響。然而，該氣流和氣墊較小，因此通過該柵格可以分離出垂直加速的固體。柵格條2的寬度和柵格條之間空隙是如此選擇的，即出現充分的固體分選，而不與之一起分選出許多棉叢。較大的固體或因其結構而位於柵格上而不能直接落下的固體被氣流輕微地帶動，直到到達開口9為止並且重力有助於其分離。柵格最好可以按一較小角度(參見圖6a)布置，尤其是約±5°的角度，這與汙染程度和雜物類型有關。
柵格條形狀也可以這樣選擇，即柵格條之間的空隙在流向上總是不斷變寬，如圖5a所示。柵格條可以由彎曲的金屬片或實心金屬體製成。可是，柵格條之間的間距要小到不能讓棉叢流落到柵格條之下。圖5b表示柵格條截面例子的正視圖。這樣的形狀是有利的，即它保持上述氣墊但同時讓經過的顆粒通過，由此防止了柵格或許被塞住。一個金屬片最好為u形或成這樣的u形，即其兩邊緣都略微向內彎，從而形成一個開口三角形。輕質固體在分選前經過較長路程；因此，整個分選通道的長度對於分選程度且尤其是較輕固體的分選程度更為重要。在它們撞到該衝擊板(圖6的13)的排出邊之前，它們仍然在被分選。有利的是，從金屬片排出邊到柵格條(a)末端的距離可以調節，以便能夠調整分離固體的粗細度。根據棉花受汙染的程度及終產品的預期質量，可以確定分選程度。對於較高的分選程度，固體粗細度在密度和/或體積方面可能等於棉叢的密度和/或體積，並且在分選中的優質纖維數量增大。
衝擊板10可由幾個部分組成使該棉叢流轉入排出通道的導向側面11、使固體撞擊此側面並被導向分選容器的轉向側面12和排出邊13。圖6a-6c表示可如何設計衝擊板的不同實施例。
在該導向側面與轉向側面之間的角度可以變化，最好按照最多為90°且尤其是90°-70°的角度(參見圖6c中的示意例)。因此，使撞擊固體向下轉並且防止這些固體因排出通道的抽吸而仍前進。
也可以用由一實體構成的型材來代替直角金屬片。本發明的一個可選解決方案是，由彈性材料構成一轉向側面，以便緩衝該衝擊並且所述固體不會上升。
一個太尖的排出邊可以起到刀的作用並且可能增大在棉叢中不想要的棉結數。最好使用一個鈍的或倒圓的排出邊(圖6b)。
權利要求
1.一種用於從空氣棉叢流中分選出固體的裝置，它具有至少一個供應通道、一後續的並水平延伸的分選通道、一布置在該分選通道之下的並有一共用開放區的分選容器、一排出通道，在該排出通道之後是一通風機，其特徵在於，該供應通道的橫截面在該分選通道之前增大，從而該空氣棉叢流的速度降低。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，該排出通道的橫截面減小到相當於一隨後的輸送通道的橫截面，從而該輸送速度緊接在該分選通道之後被再次加速。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，該供應通道是垂直布置的並且一個轉向通道布置在該供應通道與該分選通道之間。
4.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，該轉向通道造成該空氣棉叢流以70°-120°並最好是90°的角度轉向。
5.如先前權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，該分選通道和該分選容器通過一個柵格被分隔開，該柵格布置在該供應通道或該轉向通道的底部的高度上。
6.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，該柵格由柵格條形成，所述柵格條與該棉叢流平行。
7.如權利要求5或6所述的裝置，其特徵在於，這些柵格條朝向該排出通道變窄。
8.如權利要求5、6或7所述的裝置，其特徵在於，一個開口設置在該柵格條的末端與該排出通道的入口之間。
9.如先前權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，一衝擊板布置在該排出通道的入口處。
10.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於，在該衝擊板的轉向側面與導向側面之間的角度至多為90°並最好在90°至70°之間。
11.如權利要求9或10所述的裝置，其特徵在於，該衝擊板由一塊構成。
12.如權利要求9、10或11所述的裝置，其特徵在於，該衝擊板完全或部分地由彈性材料製成。
13.如權利要求9-12之一所述的裝置，其特徵在於，在該柵格條的末端與該衝擊板之間的距離可以調整。
14.如權利要求9-13之一所述的裝置，其特徵在於，該衝擊板的排出邊被布置在與該柵格條的頂邊一樣高的高度上。
15.如權利要求9-14之一所述的裝置，其特徵在於，該排出邊被布置成比該柵格條的頂邊略高。
16.如先前權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，該分選容器和該分選通道可通過一個可封閉的蓋相互分隔開。
17.如先前權利要求所述的裝置，其特徵在於，該分選通道的橫截面成矩形。
18.根據先前權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，該供應通道的橫截面的增大足以使該空氣棉叢流的速度在橫截面改變之後且最遲在進入該分選通道時還最大等於正常輸送速度的80％，最好是70％、50％、25％或15％。
19.一種從空氣棉叢流中分選出固體的方法，其特徵在於，該空氣棉叢流的速度被降低到這樣的程度，即所述固體可在重力的幫助下被分離出來。
20.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，該空氣棉叢流的速度在橫截面改變之後且最遲在進入該分選通道時還最大等於正常輸送速度的80％，最好是70％、50％、25％或15％。
全文摘要
本發明涉及一種固體分選機，它從用氣流氣動輸送的棉叢中分選出固體如由金屬、石頭、木頭、塑料、橡膠等組成的重質顆粒以及繩、線和雜物如梗、種殼殘餘、葉子等。本發明的解決方案是一種裝置和一種方法，它們用於實現優質纖維與固體顆粒的更好的分離，其中將在分選通道內的空氣棉叢流的速度減小到這樣的程度，即固體有時間進行有效的分離。
文檔編號D01G31/00GK1498697SQ20031011482
公開日2004年5月26日 申請日期2003年11月7日 優先權日2002年11月8日
發明者R·貝勒, P·布呂特施, M·哈斯勒, H·馬祖爾, R 貝勒, 估, 娑, 撈厥 申請人:裡特機械公司