本發(fā)明涉及一種用于分離優(yōu)質(zhì)木棉纖維與短絨雜質(zhì)的設(shè)備以及采用該設(shè)備的分離優(yōu)質(zhì)木棉纖維與短絨雜質(zhì)的方法。

背景技術(shù)：

木棉屬木棉科、落葉大喬木，主要分布在熱帶國家包括東南亞地區(qū)、非洲、中國華南和西南各省。木棉纖維長約5～32mm、直徑約15～45μm，中段較粗，根端鈍圓，梢端較細，兩端封閉，細胞中充空氣；縱向外觀呈圓柱形，表面光滑，不顯轉(zhuǎn)曲；截面為圓形或橢圓形，為大中腔管壁，纖維壁薄1～2μm，中空度高達80％～90％。目前應(yīng)用的木棉纖維主要指木棉屬的木棉種、吉貝木棉和長果木棉，纖維直徑約15～25μm。

木棉纖維具有許多優(yōu)越的性能，例如木棉纖維的薄壁大中空結(jié)構(gòu)和氣囊結(jié)構(gòu)，使其多用作吸油、保暖、水上救生用浮力材料或其他填充材料；纖維表面有較多的蠟質(zhì)，使其表面光滑、不吸水、不易纏結(jié)，并且具有一定的防蟲功能。這些特性是木棉纖維在紡織、吸附材料、浮力材料、填充材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

木棉纖維被包裹于果殼內(nèi)，可將果實中的纖維主要分為兩部分：一部分是緊靠果實內(nèi)壁堆砌的厚度約10mm的纖維層，呈緊密折疊的束狀，密實地堆砌在果殼內(nèi)壁上，長度整齊，沿纖維束長度方向有明顯的彎曲，是優(yōu)質(zhì)纖維；另一部分是位于果實中心的短絨，它們緊黏著果實中部的木質(zhì)壁，長度大都在6～10mm，沿纖維長度方向有1～2個彎曲；還有更短的粉末狀小纖維附著在中部的木質(zhì)壁上。

現(xiàn)有木棉原料的初加工只有去殼除籽功能，參見發(fā)明專利“一種木棉纖維原料的加工方法(王府梅、吳紅艷，ZL201110191172.8)”。所以，商業(yè)化銷售的木棉纖維原料是優(yōu)質(zhì)木棉纖維和短絨及更短的粉末狀小纖維的混合物，并且因為初加工都在農(nóng)村的家庭作坊進行，木棉原料中還會混雜少量木棉籽、木棉果殼的碎片、植物秸稈碎片、土石等雜質(zhì)。上述短絨和木棉籽等雜質(zhì)，給紡紗工序的開清棉成卷、梳棉、制網(wǎng)、成條、成紗帶來極大難度，不但成紗后的條干不勻率較大、成紗強力和斷裂伸長率低，而且短纖維和纖維粉末極易引起飛花，惡化工人勞動環(huán)境，短纖維和纖維粉末也容易粘附在皮輥、羅拉上，增加停車清潔的工作量。因此，如何對木棉纖維進行更完善的紡紗前初加工，去除木棉纖維中的短絨和纖維性粉末，清除雜質(zhì)，一直是木棉紡織領(lǐng)域函待解決的一大問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：去除木棉纖維中的短絨和纖維性粉末，清除雜質(zhì)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一個技術(shù)方案是提供了一種分離優(yōu)質(zhì)木棉纖維與短絨雜質(zhì)的設(shè)備，其特征在于，包括：

喂入除雜裝置，喂入除雜裝置的一端為入料端，另一端為落料端，由喂入除雜裝置將物料由入料端向落料端輸送；

分離裝置一，物料在喂入除雜裝置上由入料端向落料端輸送的過程中，分離裝置一利用氣流將物料中的木棉纖維和短絨、纖維性粉末的混合物吸入短絨分離裝置，物料中的剩余部分則被喂入除雜裝置輸送至落料端；

短絨分離裝置，利用至少兩個不同方向的氣流，將來自分離裝置一的混合物中的優(yōu)質(zhì)木棉纖維與短絨、纖維性粉末分離。

優(yōu)選地，所述喂入除雜裝置包括喂入簾，喂入簾的一端為入料口，另一端設(shè)有落雜箱。

優(yōu)選地，所述分離裝置一包括位于所述喂入除雜裝置上方的吸料口及設(shè)于吸料口處的抽料風(fēng)機。

優(yōu)選地，所述短絨分離裝置包括豎直布置的篩網(wǎng)管道，在篩網(wǎng)管道的頂部設(shè)有分離裝置二，木棉纖維和短絨、纖維性粉末的混合物由篩網(wǎng)管道的底部進入篩網(wǎng)管道，并在分離裝置二產(chǎn)生的氣流一的抽吸作用下沿篩網(wǎng)管道向篩網(wǎng)管道的頂部運動，沿篩網(wǎng)管道的圓周面布置有孔洞，在分離裝置二的至少一側(cè)設(shè)有分離裝置三，混合物沿篩網(wǎng)管道自底部向頂部運動的過程中，在分離裝置三產(chǎn)生的氣流二的抽吸作用下，混合物中僅短絨、纖維性粉末通過孔洞被帶走。

優(yōu)選地，所述分離裝置三有兩個，分別左右對稱地設(shè)于所述分離裝置二的兩側(cè)。

優(yōu)選地，所述分離裝置二包括風(fēng)機一。

優(yōu)選地，所述分離裝置三包括風(fēng)機二、短絨粉末外管及短絨粉末轉(zhuǎn)移管，短絨粉末外管的一端連接于所述篩網(wǎng)管道的側(cè)面，所述混合物中的短絨、纖維性粉末通過孔洞進入短絨粉末外管，短絨粉末外管的另一端與短絨粉末轉(zhuǎn)移管相通，風(fēng)機二產(chǎn)生所述氣流二將進入短絨粉末外管的短絨、纖維性粉末自短絨粉末轉(zhuǎn)移管抽出。

優(yōu)選地，所述短絨粉末外管為圓滑箱體，該圓滑箱體橫截面的左右寬度大于前后寬度，且該圓滑箱縱向為上端大、下端小，所述短絨粉末轉(zhuǎn)移管和所述風(fēng)機二傾斜向上放置。

本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供了一種采用上述設(shè)備的分離優(yōu)質(zhì)木棉纖維與短絨雜質(zhì)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、將開松過的木棉原料送入喂入除雜裝置，由喂入除雜裝置將木棉原料向落料端輸送；

步驟2、在木棉原料輸送過程中，分離裝置一利用氣流將木棉原料中的木棉纖維和短絨、纖維性粉末的混合物吸入篩網(wǎng)管道，木棉原料的剩余部分則被送至落料端；

步驟3、混合物自底部進入篩網(wǎng)管道后，在分離裝置二產(chǎn)生的氣流一的抽吸作用下沿篩網(wǎng)管道向頂部運動，在此過程中，分離裝置三同步產(chǎn)生吸力較氣流一大的氣流二，使得混合物中僅短絨、纖維性粉末在分離裝置三產(chǎn)生的氣流二的抽吸作用下通過孔洞被帶走，而混合物中的木棉纖維則由于孔洞的阻礙繼續(xù)向篩網(wǎng)管道的頂部運動，并最終被分離裝置二帶走。

本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供了一種上述設(shè)備的自清潔方法，其特征在于，包括以下步驟：

分離裝置一的抽料風(fēng)機及分離裝置三的風(fēng)機二以恒定速度運轉(zhuǎn)，當(dāng)分離裝置三的風(fēng)機二的阻力或消耗功率超過一定數(shù)值時，提高分離裝置二的風(fēng)機一的風(fēng)速，并使其在大于風(fēng)機二風(fēng)速的水平上穩(wěn)定一定時間，讓風(fēng)機一將集聚在篩網(wǎng)管道內(nèi)壁的木棉纖維吸走，直到風(fēng)機二的阻力或消耗功率下降到正常水平，在提高風(fēng)機一風(fēng)速的同時，暫停喂入木棉原料。

本發(fā)明的設(shè)備也可安裝在木棉原料加工廠，在現(xiàn)有木棉原料去殼去籽的加工方法(ZL201110191172.8)實施后，緊接著實施本發(fā)明，直接獲得不含短絨粉末的優(yōu)質(zhì)木棉原料。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)給出了一套木棉纖維原料精加工的方法和裝置，用于去除木棉纖維中短絨和纖維性粉末以及雜質(zhì)，彌補了現(xiàn)有木棉原料品質(zhì)差、木棉紡紗加工中短絨多、飛花多、停車清潔皮輥和羅拉工作量大的不足，滿足了木棉紡紗的需要；

(2)本發(fā)明具有工作效率高、設(shè)備簡單、與現(xiàn)有生產(chǎn)線進行連接方便的優(yōu)點，且分離出的短絨和粉末都是纖維素材料，可進行再利用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種分離優(yōu)質(zhì)木棉纖維與短絨雜質(zhì)的設(shè)備的正視圖；

圖2為短絨分離裝置俯視圖；

圖3為短絨分離裝置立體圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

本發(fā)明提供的一種分離優(yōu)質(zhì)木棉纖維與短絨雜質(zhì)的設(shè)備主要包括喂入除雜裝置、分離裝置一及短絨分離裝置這三個部分。

(1)喂入除雜裝置及其作用

結(jié)合圖1，本發(fā)明設(shè)計的喂入除雜裝置包括喂入簾1以及落雜箱2，喂入簾1為轉(zhuǎn)動皮帶，其一端為入料端，另一端設(shè)有落雜箱2。喂入簾1用于連續(xù)輸送開松過的木棉原料。

(2)分離裝置一及其作用

本發(fā)明設(shè)計的分離裝置一包括吸料口3及設(shè)置在吸料口3的抽料風(fēng)機。木棉原料在喂入簾1上輸送的過程中，抽料風(fēng)機通過吸料口3將木棉原料中比重輕的木棉纖維和短絨、纖維性粉末的混合物吸入短絨分離裝置的篩網(wǎng)管道8。木棉原料中比重大的木棉籽、木棉果殼的碎片、砂石等非纖維性物質(zhì)不能被抽料風(fēng)機所產(chǎn)生的氣流吸走，在喂入簾1上繼續(xù)前行，直到喂入簾1轉(zhuǎn)向時自動掉入落雜箱2內(nèi)。

(3)短絨分離裝置及其作用

結(jié)合圖2及圖3，本發(fā)明設(shè)計短絨分離裝置對不含雜質(zhì)的木棉纖維清除短絨和纖維粉末，包括短絨粉末外管4、短絨粉末轉(zhuǎn)移管5、二側(cè)向吸短絨和纖維粉末的風(fēng)機二6、縱向吸優(yōu)質(zhì)木棉的風(fēng)機一7、篩網(wǎng)管道8。

吸料口3的抽料風(fēng)機將纖維、短絨和粉末的混合體送入其上方的篩網(wǎng)管道8。篩網(wǎng)管道8是光滑圓柱管道，可以用金屬篩網(wǎng)材料和輔助剛度的材料制造，也可通過金屬板均勻打孔制造，其管壁上布有均勻排列的孔洞，用來分離優(yōu)質(zhì)木棉纖維和短絨、纖維性粉末。篩網(wǎng)的孔徑在2～20mm范圍，根據(jù)需要清除的短絨界限來決定其孔洞大小，使得短絨、纖維性粉末能夠通過孔洞，而比較長的優(yōu)質(zhì)木棉纖維則能夠被孔洞所阻擋。

混合體進入篩網(wǎng)管道8后，在篩網(wǎng)管道8上端的風(fēng)機一7的作用下，沿著篩網(wǎng)管道8由下往上運動。同時，兩側(cè)的兩套抽吸短絨和粉末的裝置也同步運行。為了增強清除短絨效果，抽吸短絨和粉末的裝置采用左右對稱裝置，包括風(fēng)機二6、短絨粉末外管4及短絨粉末轉(zhuǎn)移管5。在混合體沿著篩網(wǎng)管道8由下往上運動過程中，用于吸短絨和粉末的兩個風(fēng)機二6也在進行抽吸。兩側(cè)風(fēng)機二6的吸力或風(fēng)速大于中間的風(fēng)機一7，纖維和短絨、粉末的混合流在篩網(wǎng)管道8向上轉(zhuǎn)移過程中，體積小的短絨和粉末優(yōu)先從管道8的孔洞飛逸出來經(jīng)由短絨粉末外管4及短絨粉末轉(zhuǎn)移管5被兩側(cè)的風(fēng)機二6吸走。而體積大或比較長的優(yōu)質(zhì)木棉纖維由于篩網(wǎng)管道8中孔洞的阻擋作用只能被風(fēng)機一7吸走。

在每套抽吸短絨和粉末的裝置中，短絨粉末外管4采用圓滑箱體，其橫截面的左右寬度大于前后寬度，縱向為上端大、下端小。短絨粉末轉(zhuǎn)移管5和風(fēng)機二6傾斜向上放置，其作用是保證篩網(wǎng)管道8自底部到頂部整個側(cè)面的全部網(wǎng)孔都能有比較均勻的流量，并且所有流體的轉(zhuǎn)彎最小，以便在提高分離效果的同時減少能量消耗。

風(fēng)機一7輸出的優(yōu)質(zhì)木棉纖維，可直接用氣流送入紡紗生產(chǎn)線，也可送入優(yōu)料倉沉積后，從側(cè)向門打包供給其他方面使用。

風(fēng)機二6吸出的短絨粉末氣流被送入短絨粉末倉，短絨粉末沉積到一定程度時打開側(cè)向出料門對短絨粉末進行打包，可提供給再生纖維素纖維的生產(chǎn)、造紙等企業(yè)當(dāng)作原料再次利用。

本發(fā)明還提供了一種分離優(yōu)質(zhì)木棉纖維與短絨雜質(zhì)的方法，包括以下步驟：

步驟1、將開松過的木棉原料送入喂入簾1，由喂入簾1將木棉原料向落料端輸送；

步驟2、在木棉原料輸送過程中，抽料風(fēng)機通過吸料口3利用氣流將木棉原料中的木棉纖維和短絨、纖維性粉末的混合物吸入篩網(wǎng)管道8，木棉原料的剩余部分則被送至落料端后，落入落雜箱2內(nèi)；

步驟3、混合物自底部進入篩網(wǎng)管道8后，在風(fēng)機一7產(chǎn)生的氣流一的抽吸作用下沿篩網(wǎng)管道8向頂部運動，在此過程中，兩側(cè)的風(fēng)機二6同步產(chǎn)生吸力較氣流一大的氣流二，使得混合物中僅短絨、纖維性粉末在風(fēng)機二6產(chǎn)生的氣流二的抽吸作用下通過孔洞被送入短絨粉末外管4后，經(jīng)短絨粉末轉(zhuǎn)移管5被風(fēng)機二6帶走，而混合物中的木棉纖維則由于孔洞的阻礙繼續(xù)向篩網(wǎng)管道8的頂部運動，并最終被風(fēng)機一7帶走。

由于風(fēng)機二6吸力大于風(fēng)機一7，篩網(wǎng)管道8工作一段時間后，會有一些比較長的優(yōu)質(zhì)木棉纖維沉積在篩網(wǎng)管道8的管壁內(nèi)側(cè)，引起風(fēng)機二6的阻力或消耗功率增加，風(fēng)機二6的阻力或消耗功率與篩網(wǎng)管道8上集聚的木棉纖維量正相關(guān)。為避免過度沉積現(xiàn)象，本發(fā)明還設(shè)計安裝了用于實時檢測風(fēng)機二6功率的實時檢測系統(tǒng)和用于改變風(fēng)機一7風(fēng)速的變速系統(tǒng)，從而實現(xiàn)自清潔，具體步驟為：

吸料口3的抽料風(fēng)機和吸短絨粉末的風(fēng)機二6以恒定速度運轉(zhuǎn)。當(dāng)風(fēng)機二6的阻力或消耗功率超過一定數(shù)值時，提高風(fēng)機一7的風(fēng)速，并使其在大于風(fēng)機二6風(fēng)速的水平上穩(wěn)定一定時間，讓風(fēng)機一7將集聚在篩網(wǎng)管道8內(nèi)壁的木棉纖維吸走，直到風(fēng)機二6的阻力或消耗功率下降到正常水平。在提高風(fēng)機一7風(fēng)速的同時，暫停喂入簾1運轉(zhuǎn)，即暫停喂料，但吸料口3的抽料風(fēng)機照常運轉(zhuǎn)，以便保持篩網(wǎng)管道8內(nèi)的理想氣壓。

以下結(jié)合具體數(shù)據(jù)來進一步說明本發(fā)明。

篩網(wǎng)管道的直徑在100～1000mm范圍，高度在500～3000mm范圍；外管4底部橫截面短徑＝篩網(wǎng)管道的直徑+50～200mm范圍，長徑＝篩網(wǎng)管道的直徑+100～500mm范圍；外管4頂部橫截面短徑＝篩網(wǎng)管道的直徑+100～400mm范圍，長徑＝篩網(wǎng)管道的直徑+200～1000mm范圍；短絨粉末轉(zhuǎn)移管5的直徑在100～500mm范圍。吸料口3處的抽料風(fēng)機入口風(fēng)速范圍在8～40m/s范圍，風(fēng)機7出口的風(fēng)速范圍在8～40m/s范圍，風(fēng)機6出口的風(fēng)速范圍在10～50m/s范圍。

實施例1：

短絨分離裝置的結(jié)構(gòu)完全與圖1相同。篩網(wǎng)管道8是金屬板均勻打孔制造的光滑圓柱管道，其直徑＝400mm，高度為2000mm；外管4由光滑鐵板制成，底部橫截面為橢圓形，短徑＝600mm，長徑＝800mm；外管4高度正中的橫截面為橢圓形，短徑＝800mm，長徑＝1200mm；短絨粉末轉(zhuǎn)移管5的直徑為400mm。吸料口3處的抽料風(fēng)機入口風(fēng)速為20m/s，風(fēng)機7出口的風(fēng)速為20m/s，風(fēng)機6出口的風(fēng)速為25m/s。

實施例2：

短絨分離裝置的結(jié)構(gòu)完全與圖1相同。篩網(wǎng)管道8是金屬板均勻打孔制造的光滑圓柱管道，其直徑＝600mm，高度為3000mm；外管4由光滑鐵板制成，底部橫截面為橢圓形，短徑＝750mm，長徑＝1000mm；外管4高度正中的橫截面為橢圓形，短徑＝1000mm，長徑＝1500mm；短絨粉末轉(zhuǎn)移管5的直徑為500mm。吸料口3處的抽料風(fēng)機入口風(fēng)速為25m/s，風(fēng)機7出口的風(fēng)速為25m/s，風(fēng)機6出口的風(fēng)速為30m/s。

實施例3

短絨分離裝置的結(jié)構(gòu)完全與圖1相同。篩網(wǎng)管道8是用金屬篩網(wǎng)材料和輔助剛度的材料制造，其直徑＝600mm，高度為3000mm；外管4由光滑鐵板制成，底部橫截面為橢圓形，短徑＝750mm，長徑＝1000mm；外管4高度正中的橫截面為橢圓形，短徑＝1000mm，長徑＝1500mm；短絨粉末轉(zhuǎn)移管5的直徑為500mm。吸料口3處的抽料風(fēng)機入口風(fēng)速為25m/s，風(fēng)機7出口的風(fēng)速為25m/s，風(fēng)機6出口的風(fēng)速為30m/s。