專利名稱：集棉機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從氣體中分離分選彌散的粒子的設(shè)備，特別是從氣體中分離纖維并清除纖維中灰塵和雜質(zhì)的設(shè)備。
長期以來，棉花加工廠生產(chǎn)的皮棉、短絨、回收棉、回收絨普遍使用轉(zhuǎn)籠式集棉機收集。轉(zhuǎn)籠上的濾網(wǎng)把空氣濾掉，把纖維攔劫下來，壓成絮片后轉(zhuǎn)送給后面的除雜工序。
進入集棉機以前，上述產(chǎn)品與空氣的混合濃度很低皮棉約70-200g/m3，短絨回收棉和回收絨都不足1g/m3。這時，空氣已經(jīng)把纖維和雜質(zhì)充分?jǐn)U散、充分分離了，形成了從纖維中除去雜質(zhì)的最好氛圍。遺憾地是，轉(zhuǎn)籠式集棉機沒有利用有利條件除雜，相反把纖維和雜質(zhì)一起壓成絮片，使纖維與雜質(zhì)緊密地粘結(jié)在一起，弄得難舍難分。
為了把雜質(zhì)清除掉，只好用清雜設(shè)備把絮片重新開松，把雜質(zhì)與纖維充分?jǐn)U散，在擴散的氛圍下使雜質(zhì)與纖維分離開來。清雜設(shè)備不但沒有恢復(fù)原來的擴散水平，相反把一些大雜質(zhì)粉碎成了小雜質(zhì)，把一些長纖維粉碎成了短纖維，還帶來了動力消耗和物料損耗以及火警火災(zāi)。
絮片厚度約3-10mm。絮片包覆在集棉機的轉(zhuǎn)籠網(wǎng)上，形成了厚厚的一層濾料，這層濾料把纖維中和空氣中的灰塵都攔劫下來了，造成了產(chǎn)品污染和降級降價。這層濾料還增加了空氣過濾阻力，增加了動力消耗。
轉(zhuǎn)籠式集棉機密封不嚴(yán)、密封件易損，常常造成空氣漏損30％以上?？諝饴p造成了環(huán)境污染、能源浪費、軋花機掉棉、剝絨機掉絨、管道堵塞等。此外，該機還要專門傳動設(shè)備、專門安裝平臺、專人操作維護，其購置費、安裝費、使用費都比較高。
轉(zhuǎn)籠式集棉機對絮片和空氣都沒有輸送能力?？諝庖蔑L(fēng)機輸送，絮片要用輸送機輸送。由于轉(zhuǎn)籠式集棉機欠缺輸送、除雜、除塵功能，所以造成了產(chǎn)品和廢料的后期處理過程復(fù)雜化，設(shè)備多樣化。又因為任何棉花加工廠都要使用幾臺集棉機分別收集不同產(chǎn)品和廢料，所以增加了工廠的投資、費用和能耗。
從美國專利文獻US4269 701和US4477 339中不難看出，人們已經(jīng)認識到了轉(zhuǎn)籠式集棉機的缺點，提出了用雙層旋風(fēng)分離器將纖維與空氣、雜質(zhì)、灰塵一次分離開。毫無疑問，這是一個很好的技術(shù)思想。唯一不足的是，高速旋轉(zhuǎn)的渦流把纖維搓成了棉條和棉球，影響了纖維利用。
因此，本發(fā)明目的是提供一種新型集棉機。該機能夠除塵、除雜、凈化產(chǎn)品，具有集棉、送棉、輸送功能，兼?zhèn)湮L(fēng)、送風(fēng)、風(fēng)機作用，而且結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、運行可靠、價格低廉、不端風(fēng)、耗能少。
實現(xiàn)上述目的的集棉機，由分離器與軸流風(fēng)機或離心風(fēng)機組成，其特征在于分離器包括濾筒和套筒，濾筒的一端是進口、一端是出口、周圍是濾孔，濾筒的徑向截面從進口到出口逐漸縮小，套筒的一端是進口、另一端是出口、側(cè)壁有風(fēng)門，套筒進口與風(fēng)機出口相連，濾筒裝配在套筒內(nèi)，并且是出口相配、同軸相間、在濾筒的進口處構(gòu)成一個可以調(diào)節(jié)的環(huán)形間隙。
為了得到可以調(diào)節(jié)的環(huán)形間隙，采用的套筒二端小、中間大、出口處有導(dǎo)套，濾筒的出口端插接在導(dǎo)套中，套筒的進口周圍有斜槽，濾筒的進口周圍有螺栓固定在斜槽中。
為了得到可以調(diào)節(jié)的環(huán)形間隙，采用的套筒是進口端大、出口端小的圓臺形，套筒的出口有導(dǎo)套、濾筒的出口端插接在導(dǎo)套中，套筒的進口周圍有斜槽，濾筒的進口周圍有螺栓固定在斜槽中。
為了得到可以調(diào)節(jié)的環(huán)形間隙，采用的套筒是二端直徑相等的圓柱形，在進口處的環(huán)形間隙中有一個與套筒內(nèi)壁滑動配合的調(diào)節(jié)環(huán)，套筒的進口周圍有斜槽，調(diào)節(jié)環(huán)的周圍有螺栓將調(diào)節(jié)環(huán)固定在斜槽中。
為了提高除雜效果，在濾筒的進口處有一個整流子軸向垂吊在風(fēng)機的電動機的尾部，整流子具有同軸垂吊螺桿和流線外形。
本發(fā)明的集棉機啟動后，軸流風(fēng)機的葉輪旋轉(zhuǎn)，吸引進口前方的空氣向進口流動，經(jīng)過與風(fēng)機進口相連的管道，將各臺軋花機、剝絨機或回收機排出的灰塵、雜質(zhì)、纖維一起吸引到風(fēng)機進口內(nèi)。由于灰塵、雜質(zhì)、纖維與空氣質(zhì)點之間的體積、質(zhì)量存在著顯著差異，它們對離心分級和慣性分級作用十分敏感；又因為氣固混合物接觸高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機葉輪時，葉輪的離心力把質(zhì)量和體積較大的雜質(zhì)拋擲到氣固二相混合物的外環(huán)，而把體積和質(zhì)量較少的空氣和粉塵和纖維留在內(nèi)環(huán)，實現(xiàn)了初級離心篩選分級。脫離葉輪向下旋流的混合物，由于受到旋流離心力的作用，進一步將混合物內(nèi)環(huán)中較大的雜質(zhì)拋擲到外環(huán)，實現(xiàn)了次級離心篩選分級。經(jīng)過二級離心篩選分級的環(huán)狀混合物，進入分離器后，被濾筒分割開來，處在外環(huán)的雜質(zhì)，直上而下地穿越環(huán)形間隙、沖到濾筒外部；處在內(nèi)環(huán)的纖維、粉塵和空氣則直上而下地流進濾筒；比濾筒濾孔小的粉塵和空氣，穿過濾孔流到濾筒外與雜質(zhì)匯合后，經(jīng)風(fēng)門送到機外；比濾筒的濾孔大的纖維受到濾筒攔劫作用，由后來的空氣和纖維從濾筒上沖刷下來，并壓送到機外。至此，集棉機完成了吸風(fēng)、送風(fēng)、集棉、送棉、除塵、除雜等六項基本任務(wù)。
當(dāng)集棉機的基本配置不能滿足特別苛刻的除雜要求時，即可發(fā)揮整流子的作用了。高速往下流動的環(huán)狀混合物接觸整流子后，環(huán)內(nèi)較小雜質(zhì)受到整流子的猛烈撞擊，而拋擲到外環(huán)，即實現(xiàn)了慣性分選分級。位于進口的整流子，使混合物的流道變得由寬到窄，由直到曲，處在外環(huán)的雜質(zhì)在通過狹窄的流道時，被氣流加速獲得了更大的慣量，在通過彎曲的流道時，以更大的慣性力沖脫內(nèi)環(huán)，穿過環(huán)形間隙排到濾筒外；而質(zhì)量小、體積小、慣性小的空氣、粉塵和纖維，則繞著整流子彎曲地流進了濾筒內(nèi)，由濾網(wǎng)將纖維與空氣和粉塵分離開來。
集棉機的除雜效率，受到環(huán)形間隙的調(diào)節(jié)。當(dāng)環(huán)形間隙調(diào)小時，濾筒進口分割混合物的外環(huán)較薄，排出的雜質(zhì)較少；當(dāng)環(huán)形間隙調(diào)大時，濾筒分割混合物的外環(huán)較厚，排出的雜質(zhì)較多；當(dāng)濾筒進口接觸套筒內(nèi)壁、環(huán)形間隙完全不存在時，濾筒對混合物的分割作用喪失，排雜功能亦隨之喪失了。集棉機的不排雜狀態(tài)，對于收集潔凈無雜的纖維來說，也是有用的。集棉機的剝棉、送棉性能，受風(fēng)門控制。風(fēng)門的開啟量小，空氣流過風(fēng)門的阻力大、流量小，剝棉、送棉的風(fēng)量相應(yīng)增加，能力亦隨之增強；否則，相反。
整個集棉機僅有幾個零部件，這些零部件的配合與工作又都處在相對靜止?fàn)顟B(tài)(風(fēng)機例外)；所以說，集棉機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠。集棉機既可以象圖示那樣軸線垂直于地面地豎立使用，又可以軸線平行于地面地平行使用，還可以軸線傾斜于地面地斜著使用，放在地上、裝在墻上或安裝在任意位置上都能使用；其安裝使用的方便程度是顯而易見的。該集棉機對比轉(zhuǎn)籠集棉機，制造費、安裝費、使用和維修費都不到三分之一，其經(jīng)濟性也是顯而易見的。分離器與風(fēng)機之間、濾筒與套筒之間、集棉機的進口與各種管道之間，都是靜止或相對靜止的連接與配合，因此，不會漏風(fēng)，不會浪費能源，更不存在因漏風(fēng)引起的不穩(wěn)定、不安全問題。
下面結(jié)合幾個非限定性實施例及其附圖對本發(fā)明的集棉機作進一步詳細描述。


圖1，是按照本發(fā)明設(shè)計的具有腰鼓形套筒和基本配置的集棉機圖2，是按照本發(fā)明設(shè)計的具有腰鼓形套筒和基本配置并附加了托棉梳的集棉機圖3，是按照本發(fā)明設(shè)計的具有腰鼓形套筒和基本配置并附加了整流子的集棉機圖4，是按照本發(fā)明設(shè)計的具有腰鼓形套筒和基本配置并附加了托棉梳、整流子的集棉機圖5，是按照本發(fā)明設(shè)計的具有圓臺形套筒和基本配置的集棉機圖6，是按照本發(fā)明設(shè)計的具有圓臺形套筒和基本配置并附加了整流子的集棉機圖7，是按照本發(fā)明設(shè)計的具有圓柱形套筒和基本配置的集棉機圖8，是按照本發(fā)明設(shè)計的具有圓柱形套筒和基本配置并附加了整流子的集棉機圖中標(biāo)記1.軸流風(fēng)機 2.分離器 3.套筒 4.濾筒 5.環(huán)形間隙 6.斜槽 7.螺栓 8.濾孔 9.風(fēng)門 10.導(dǎo)套 11.托棉梳 12.整流子 13.調(diào)節(jié)環(huán)先說分離器的一般構(gòu)造和作用套筒 集棉機的套筒3，可以作成二端小、中間大的腰鼓形，也可以作成進口大、出口小的圓臺形，還可以作成進口小、出口大的圓臺形，亦可作成二端一樣大的圓柱形；任意一種形狀的套筒3與濾筒4相套，只要在濾筒4的進口處能構(gòu)成一個可以調(diào)節(jié)的環(huán)形間隙5就可以了。當(dāng)環(huán)形間隙5的大小調(diào)節(jié)是通過移動濾筒4實現(xiàn)的情況下，套筒3的出口最好設(shè)置一個與濾筒4出口相配的導(dǎo)套10，以便保證濾筒4能夠同軸移動；當(dāng)環(huán)形間隙5的大小調(diào)節(jié)是通過移動調(diào)節(jié)環(huán)13來實現(xiàn)的狀況下，套筒3的出口只要能夠與濾筒4的出口相配固定就行。套筒3的外壁上、對應(yīng)濾筒4的進口處，最好設(shè)置幾個均勻分布的同向傾斜的斜槽6，或者設(shè)置幾個均勻分布的同向傾斜的螺孔，以便在套筒3外部利用螺栓7支撐、固定、調(diào)節(jié)內(nèi)部的濾筒4或調(diào)節(jié)環(huán)13。套筒3的側(cè)壁有風(fēng)門9，風(fēng)門9大小須依據(jù)工藝參數(shù)確定，既可以設(shè)計大小可調(diào)的，也可以設(shè)計大小不變的。套筒3的內(nèi)壁應(yīng)當(dāng)光滑，以免影響排雜排灰。套筒3應(yīng)當(dāng)密封不漏氣，以免引起環(huán)境污染。套筒3可以采用鋼板彎曲成形，亦可以鑄造成形，依據(jù)集棉機大小和制造經(jīng)濟性確定。
濾筒 集棉機的濾筒4，可以做成進口大、出口小的圓臺形，也可以做成進口大、出小的喇叭形，還可以做成二端一樣大的圓柱形；任意一種形狀濾筒4，只要套在套筒3里在進口處能夠成一個可以調(diào)節(jié)的環(huán)形間隙5就可以了。當(dāng)環(huán)形間隙5的大小調(diào)節(jié)是通過移動濾筒4來實現(xiàn)時，濾筒5的出口應(yīng)當(dāng)與套筒3出口的導(dǎo)套10相配，并保證濾筒4能夠軸向移動；當(dāng)環(huán)形間隙5的大小調(diào)節(jié)是通過移動調(diào)節(jié)環(huán)13來實現(xiàn)時，濾筒4的出口要能夠與套筒3的出口相配固定。濾筒4可以用小眼孔板制造，也可以用大眼孔板或鋼筋格柵做骨架，在骨架的內(nèi)面襯篩絹或網(wǎng)布做的襯套。篩絹可以是用蠶絲或尼龍織造，網(wǎng)布可以用銅絲或不銹鋼絲織造。篩絹或網(wǎng)布均要求有較好的平整度以及較高的透氣率。濾孔8大小須根據(jù)工藝要求確定。比如，用于收集皮棉或化纖的集棉機，濾孔8宜大一點，用于收集短絨或塵室絨的集棉機的濾筒3的濾孔8，則適宜小一點，大小合適與否，以“攔劫纖維、透過灰塵”為判據(jù)。
整流子 對于具有精細除雜功能的集棉機來說，整流子12具有很大的作用。整流子12具有流線外形，端部的弧度較大，適合通風(fēng)和除雜要求；中部的直徑較大，符合脫流要求。整流子12的軸線中心有螺孔，與垂吊螺桿相聯(lián)將整流子12垂吊在風(fēng)機1的電動機的尾部。旋轉(zhuǎn)整流子12，能夠使整流子12沿著垂吊螺桿上下移動。整流子12宜用鋁或鋼或塑料鑄造成形，以防雜質(zhì)碰撞引起火星。
托棉梳 在套筒3進口安裝一個環(huán)形托棉梳11，可以回收落雜中纖維，減少落雜含棉量。加工托棉梳11，可先加工一個與套筒3進口尺寸相配的圓環(huán)，然后在圓環(huán)的背面焊上均勻分布的梳條，最后將梳條向內(nèi)環(huán)彎曲，使其傾向濾筒4的進口。梳條的分布密度依據(jù)收集纖維的長度確定，當(dāng)收集的纖維較長時，梳條的分布密度可小些；否則，應(yīng)大些。
分離器2的裝配，要將濾筒4裝配在套筒3內(nèi)，并且是出口相配、同軸相間、在濾筒4的進口處構(gòu)成一個可以調(diào)節(jié)的環(huán)形間隙5。環(huán)形間隙5均勻?qū)ΨQ、調(diào)節(jié)靈活，是保證集棉機除雜性能的關(guān)鍵所在。環(huán)形間隙5的極小尺寸為零，從極小尺寸到極大尺寸地調(diào)節(jié)，是保證集棉機使用范圍的需要。
再說風(fēng)機選型與總裝收集無雜皮棉或化纖且混合比較大時，可選用離心風(fēng)機，如紡織離心風(fēng)機或排塵離心風(fēng)機。收集短絨及塵室絨，適宜選用軸流風(fēng)機1，如紡織軸流風(fēng)機或礦井軸流風(fēng)機。任何風(fēng)機最好具有防暴性能和耐磨性能。
離心風(fēng)機與分離器2聯(lián)接，中間應(yīng)有一個方圓過渡管，過渡管的方口對接風(fēng)機出口，圓口對接分離器2的進口。軸流風(fēng)機1與分離器2聯(lián)接，要風(fēng)機1出口對分離器2進口，并且是口徑相同，中心對稱地聯(lián)接。
最后列舉幾個非限定性的實施例子例一 如圖1所示的集棉機。該機由軸流風(fēng)機1和腰鼓形分離器2組成。腰鼓形分離器2具有基本配置。所謂基本配置，包括一個腰鼓形套筒3和一個圓臺形濾筒4。濾筒4的出口插接在套筒3出口導(dǎo)套10中，濾筒4的進口由螺栓7固定在套筒3的斜槽6中。松開螺栓7即可軸向移動濾筒4，從而調(diào)節(jié)環(huán)形間隙5。濾筒4進口接近套筒3進口處，環(huán)形間隙5最小，其值趨向零；濾筒4進口接近套筒3腰鼓處，環(huán)形間隙5最大。
例二 如圖2所示的集棉機。該機亦由軸流風(fēng)機1和腰鼓形分離器2組成。腰鼓形分離器2亦具有基本配置，其構(gòu)造作用、裝配關(guān)系和調(diào)節(jié)方法，與例一完全相同。區(qū)別在于附加了一個托棉梳11，托棉梳11裝配在套筒3進口處。
例三 如圖3所示的集棉機。該機亦由軸流風(fēng)機1和腰鼓形分離器2組成。腰鼓形分離器2亦具有基本配置，其構(gòu)造作用、裝配關(guān)系和調(diào)節(jié)方法與例一相同，區(qū)別在于附加了一個整流子12。整流子12垂吊在電動機尾部，整流子12的上下位置可以調(diào)節(jié)。
例四 如圖4所示集棉機。該機亦由軸流風(fēng)機1和腰鼓形分離器2組成。腰鼓形分離器2亦具有基本配置，其構(gòu)造作用，裝配關(guān)系和調(diào)節(jié)方法與例一相同，區(qū)別在于附加了一個整流子12和一個托棉梳11。整流子12垂吊在電動機尾部，整流子12的上下位置可以調(diào)節(jié)?；九渲媒Y(jié)構(gòu)與位置關(guān)系與例一完全相同。
例五 如圖5所示的集棉機。該機由軸流風(fēng)機1和圓臺形分離器2組成。圓臺形分離器2具有基本配置。所謂基本配置，包括一個圓臺形套筒3和一個喇叭形濾筒4。濾筒4的出口插接在套筒3出口導(dǎo)套10中，濾筒4的進口由螺栓5固定在套筒3的斜槽6中。松開螺栓7即可軸向移動濾筒4，從而調(diào)節(jié)環(huán)形間隙5，將濾筒4向下移，環(huán)形間隙5調(diào)??；將濾筒4向上移，環(huán)形間隙5調(diào)大。
例六 如圖6所示的集棉機。該機亦由軸流風(fēng)機1和圓臺形分離器8組成。圓臺形分離器8亦具有基本配置，其構(gòu)造作用、裝配關(guān)系和調(diào)節(jié)方法與例五相同，區(qū)別在于附加了一個整流子12。整流子12垂吊在電動機尾部，整流子12的上下位置可以調(diào)節(jié)。
例七 如圖7所示的集棉機。該機由軸流風(fēng)機1和圓柱形分離器2組成。圓柱形分離器2具有基本配置。所謂基本配置，包括一個圓柱形套筒3和一個圓臺形濾筒4。套筒的進口處有一個調(diào)節(jié)環(huán)13，調(diào)節(jié)環(huán)13由螺栓7固定在套筒3的斜槽6中。松開螺栓7即可軸向移動調(diào)節(jié)環(huán)13，從而調(diào)節(jié)環(huán)形間隙5。調(diào)節(jié)環(huán)13進口接近套筒3進口處，環(huán)形間隙5最小，其值趨向零；調(diào)節(jié)環(huán)13往下移，環(huán)形間隙5漸大。
例八 如圖8所示的集棉機。該機亦由軸流風(fēng)機1和圓柱形分離器2組成。圓柱形分離器2亦具有基本配置，其構(gòu)造作用、裝配關(guān)系和調(diào)節(jié)方法與例一相同，區(qū)別在于附加了一個整流子12。整流子12垂吊在電動機尾部，整流子12的上下位置可以調(diào)節(jié)。
具有圓柱形濾筒的分離器，亦屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種集棉機，由分離器與軸流風(fēng)機或離心風(fēng)機組成，其特征在于分離器包括濾筒和套筒，濾筒的一端是進口、一端是出口、周圍是濾孔，濾筒的徑向截面從進口到出口逐漸縮小，套筒的一端是進口、另一端是出口、側(cè)壁有風(fēng)門，套筒進口與風(fēng)機出口相連，濾筒裝配在套筒內(nèi)，并且是出口相配、同軸相間、在濾筒的進口處構(gòu)成一個可以調(diào)節(jié)的環(huán)形間隙。
2.按權(quán)利要求1所述的集棉機，其特征在于套筒二端小、中間大、出口處有導(dǎo)套，濾筒的出口端插接在導(dǎo)套中，套筒的進口周圍有斜槽，濾筒的進口周圍有螺栓固定在斜槽中。
3.按權(quán)利要求1所述的集棉機，其特征在于套筒是進口端大、出口端小的圓臺形，套筒的出口有導(dǎo)套、濾筒的出口端插接在導(dǎo)套中，套筒的進口周圍有斜槽，濾筒的進口周圍有螺栓固定在斜槽中。
4.按權(quán)利要求1所述的集棉機，其特征在于套筒是二端直徑相等的圓柱形，在進口處的環(huán)形間隙中有一個與套筒內(nèi)壁滑動配合的調(diào)節(jié)環(huán)，套筒的進口周圍有斜槽，調(diào)節(jié)環(huán)的周圍有螺栓將調(diào)節(jié)環(huán)固定在斜槽中。
5.按權(quán)利要求1或2或3或4所述的集棉機，其特征在于濾筒的進口處有一個整流子軸向垂吊在風(fēng)機的電動機的尾部，整流子具有同軸垂吊螺桿和流線外形。
6.按權(quán)利要求1或2或3或4所述的集棉機，其特征在于套筒內(nèi)側(cè)進口處配有環(huán)狀托棉梳，梳齒向濾筒進口傾斜。
7.按權(quán)利要求5所述的集棉機，其特征在于套筒內(nèi)側(cè)進口處配有環(huán)狀托棉梳，梳齒向濾筒進口傾斜。
8.按權(quán)利要求1或2或3或4或6所述的集棉機，其特征在于濾筒有二層，外層是孔板或格柵，內(nèi)層是篩絹或網(wǎng)布。
9.按權(quán)利要求5所述的集棉機，其特征在于濾筒有二層，外層是孔板或格柵，內(nèi)層是篩絹或網(wǎng)布。
10.按權(quán)利要求7所述的集棉機，其特征在于濾筒有二層，外層是孔板或格柵，內(nèi)層是篩絹或網(wǎng)布。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從氣體中收集纖維并凈化纖維的收棉機。該機由軸流風(fēng)機和分離器組成,分離器有套筒以及同軸相間地裝配在套筒中的濾筒和整流子,濾筒的進口處有環(huán)形間隙并且可以調(diào)節(jié)。該機具有吸風(fēng)送風(fēng)、備棉送棉、除塵除雜功能,還具有經(jīng)濟、耐用、可靠特點。
文檔編號B01D33/70GK1191154SQ9710270
公開日1998年8月26日 申請日期1997年2月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月16日
發(fā)明者戴增嗣 申請人:戴增嗣