CN1012269B - 棉短绒提取工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了榨油工序排出的棉籽壳中提取棉短绒的方法及专用设备——壳绒分离机。主要工序为：在壳绒分离机中完成棉籽壳破碎和壳绒分离，利用引风机将破碎后的壳绒送入集绒除尘设备中除飞尘，最后经多级清杂，产出合格的棉短绒。本发明的优点是通过降低残绒率(≤0.5%)拓宽了棉短绒资源，与现有技术相比，降低了能耗和加工成本。

Description

本发明涉及棉短绒的提出工艺及专用于该工艺中的设备。更确切地说是一种将废弃于棉籽壳上的残绒与棉籽壳体分离并加以收集的方法和通过破碎棉籽壳促进壳绒分离的设备。

在棉花加工行业中，从轧花工序排出的棉籽一般含有12%-14%的棉短绒。将棉短绒剥离的方法很多。例如目前普遍采用的带有锯片轴结构的棉籽剥绒机和1986年11月12日由中国专利局公开的（公开号CN851037，20A）采用研磨辊结构的棉籽剥绒装置等。其中，利用锯片轴的锯齿将棉籽上的棉短绒刮剥下来的必要条件是使棉籽与锯齿相互间有一个压力。因棉籽为椭圆形状，故在剥绒机工作箱内旋转中的棉籽，其长轴总与锯片轴轴线平行，棉籽两端对锯齿的压力为零（理论值）。所以，这部分棉短绒因无法刮剥而残留在棉籽壳上。实践证明：残留于棉籽壳上的短绒约占棉籽含短绒总量的28～33%。当棉籽在榨油作业中剥壳后，上述残存的棉短绒便成为废弃物。基于同样的基理，“研磨辊结构”的剥绒机亦会出现“残留”棉短绒。

本发明的目的是提供一种棉短绒回收的工艺方法和专用于该方法的设备，利用该方法可将棉籽壳上残存的棉短绒回收。

本发明提供的棉短绒提取工艺包括壳绒分离工序。除尘工序、清 杂工序，其中，首先进行的分离工序是将榨油作业中分离出的棉籽壳破碎，同时进行壳与绒分离的加工。

壳绒分离机是完成上述棉短绒提取工艺的关键设备，它包括带有棉籽投放口的机壳，安装于机壳内的转子和位于机壳内壁与转子之间的筛网，特征有四：其一，转子上接近转子轴孔处开有轴向风孔，在轴向风孔的一侧有一导向叶片，在与轴向风孔对应的机壳上有一轴向吸绒孔;其二，在转子的外缘处安装着锤片，与锤片配合作用的牙板固联于机壳内壁上;其三，筛网位于机壳下部的排屑口处，筛网上均布着长边与转子轴线相垂直的条状孔;其四，封闭的料室与机壳排屑口相接通，并设有风机联通管接口。

为了便于棉籽壳屑通过筛网，同时防止未破碎的带有棉短绒的棉籽壳漏出筛网，根据棉籽壳屑的形状特点，在本发明中，壳绒分离机选用的筛网网面其条状孔的宽度为0.7mm～1mm，长度为4mm～6mm。

本发明的优点是：从根本上解决了棉籽的“残绒率”，从而可增加棉短绒资源20%以上;与现有技术相比，吨绒耗电减少25%左右，吨绒加工成本降低近50%。由于本发明最终可将棉短绒全部回收，所以对剥绒工序的“残绒率”指标可从4%升为6%，其结果能使原剥绒工序的单位处理能力增加30%，产品单位加工成本降低20%，且质量提高。

下面结合说明书附图详细介绍本发明的实施方案：

图1为本发明的工艺图;

图2为本发明的工艺流程图;

图3为本发明中壳绒分离机的一种结构示意图;

图4是图3中转子的示意图;

图5是图4的A-A视图;

图6是壳绒分离机中筛网的示意图;

图7是配料箱的局部示意图;

图中：1是输入铰龙，2是配料箱，3是壳绒分离机，4是溢出口，5是引风机，6是尘绒分离装置，7是除尘风机，8是振动平筛，9是清绒机，10是产品绒出口，11是输出铰龙，12是棉籽壳屑出口，13是棉籽壳屑出口，14是连通管，15是连通管，16是吸绒管，17是料室，18是监视窗，19是转子，20是导向叶片，21是轴向风孔，22是进料斗，23是机壳，24是牙板，25是轴向吸绒孔，26是筛网，27是锤片，28是配料箱壁，29是手柄，30是定位架，31是固定螺栓，32是料门。

如图所示：实施壳绒分离是本发明的第一道工序，该工序由专用设备壳绒分离机来完成。与常规的壳绒分离设备不同本发明中的，壳绒分离机参照了现有技术中的饲料粉碎机，利用安装于转子（19） 上的锤片（27）与装于机壳（23）内壁的牙板配合完成棉籽壳的破碎。但这类粉碎机用于破碎棉籽壳并满足棉短绒提取的需要还存在以下的不足之处：（a）棉籽壳破碎后颗粒太小，因此造成产品含杂太高，且不易去除，若以增大网孔直径的方法来补救，虽然能获得一定效果，但又会造成壳绒分离的不完全。（b）工作中，由棉籽壳上分离出来的长纤维无法排出，造成堵塞网孔，导致工作效率下降;同时长纤维在机壳内受到反复冲击，牵拉，其长度受损太大。

针对问题（a）本发明将原设备中筛网（26）的圆形网孔改成长条形网孔，网孔的宽度以0.7mm～1mm为好，网孔的长度以4mm～6mm为好，并且使网孔的长边与转子（19）的轴线垂直。该结构的优点是：首先，因棉壳碎屑呈片状，所以长孔既能使排出的碎屑体积尽量大，以利于下道工序的排杂;又能阻止含绒壳的排出。其次，适应了“任何物质做惯性运动时，总要趋向于阻力最小的状态”这一规律，使网孔的长边与转子轴线垂直，以增加碎屑的排出量，提高工作效率。

针对问题（b）本发明在壳绒分离机（3）的转子（19）上，靠近转子轴安装孔处开设轴向风孔（21）。轴向风孔的数量可根据需要确定。例如采用三只或四只均布于转子轴安装孔周围的轴向风孔等。在轴向风孔（21）的一个侧边设置有导向叶片（20）。 导向叶片（20）可以用螺栓固联在转子（19）上;也可以和转子（19）一体制出。机壳上与轴向风孔（21）相对应位置留有轴向吸绒孔（25）。工作时，棉籽壳进入壳绒分离机（3），实现棉籽壳的破碎与壳绒分离后，在转子（19）作用下，在机壳（23）内旋转，因棉籽壳相对棉绒质量大，受离心力作用大，故其趋于外围旋转，而棉短绒质量小，受离心力作用小，故其趋于中心部分旋转。利用风机（5）和吸绒管（16）在轴向吸绒口（25）处产生的负压，可将位于机壳内中心部位的已分离出的棉短绒经轴向风孔（21）、轴向吸绒孔（25）送入机壳（23）外侧安装的吸绒管（16）中，吸绒管（16）可以与连通管（15）直接接通，也可以将其另一端接入壳绒分离机下部的料室（17）中，随着经筛网（26）落入料室（17）中的壳屑与棉短绒一起被风机（5）吸入连通管（15），然后送入集绒除尘设备中，除掉飞尘，从气流中分离出壳与短绒。集绒除尘设备，一般选用尘笼即可;也可选用专利号为“87201453”的专利产品“定网式棉短绒分离机”，亦可使用其他公知的集绒除尘设备。

初级清杂工序亦称作粗清杂工序，其作用是将除尘后的混在一起的棉籽壳屑与短绒进行粗分离。经过该工序后的棉短绒中其含杂应小于20%;而壳屑中含绒应小于0.5%。本发明中，实施初级清杂的设备选用了振动平筛（8），该振动平筛筛网下面有一封 闭的料盒，经振动平筛的作用，棉籽壳屑落入料盒之中经棉籽壳出口（13）排入输出铰龙（11）中输出;留在筛网上面的棉短绒被送入（由振动平筛的倾斜角度保证了棉短绒向一侧移动，最终落入）二级清杂工序中的清绒机（9）中，由清绒机将筛出的棉短绒最大限度地除去杂质，成为合格的三类棉短绒产品。

根据油棉加工厂生产能力的不同，壳绒分离机（3）可以单台使用也可以多台并联使用。多台并联使用时可利用“Y”型的连通管（14）将各台机破碎后的壳屑与短绒并入集绒除尘设备中。

为了改善工作环境，提高工作效率，本发明选用了输入铰龙（1）将榨油工序中剥离的棉籽壳送入短绒提取车间。与输入铰龙（1）相配合是至少一只位于输入铰龙（1）下方并与输入铰龙（1）的壳体内腔相通的配料箱（2），配料箱（2）的下端与壳绒分离机（3）的进料斗（22）相对接。料门系统位于配料箱的下部，它包括固联在配料箱壁（28）外侧的带有滑槽的定位架（30），用固定螺栓（32）固联在定位架（30）上的控制手柄（29）和位于配料箱箱壁内侧的由控制手柄（29）联动的料门（31）。松开固定螺栓（32）、搬动控制手柄（29）带动料门（31）的偏转可调整配料箱（2）向壳绒分离机（3）内的落料速度。当配料箱（2）中的棉籽壳落满时，多余的棉籽壳由输入铰龙（1）上的溢出口（4）排出传输铰龙（1）。

实施例：

输入铰龙（1）的直径为φ200mm，螺距150mm，转速为130转/分，配套电机型号为Y90L-4/1.5KW;减速机型号为DWD1.5-11-1;输入铰龙与两只配料箱（2）配套。在输入铰龙（1）的终端有溢出口（4）。该输入铰龙（1）的传输能力大于0.5吨/小时，从榨油车间的分离机中出来的带绒棉籽壳，经该输入铰龙（1）送到配料箱（2）中。

配料箱（2）由薄钢板制成高800mm×宽300mm×厚200mm的箱体，在箱体下部距出料口300mm处（腔内）有-300mm×200mm的料门（31），料门（31）由控制手柄（29）、定位架（30）和固定螺栓（32）共同组成的控制系统调整。工作中通过调整料门使壳绒分离机（3）的工作电流在10～15A之间。在配料箱（2）的中部设有φ100mm的玻璃制监视窗（18）。配料箱（2）的下部与壳绒分离机（3）的进料斗（22）相接。

壳绒分离机（3）由现有技术中的“锤片式饲料粉碎机”改制而成。其中筛网（26）上的长条形网孔尺寸为0.8×5mm²，导向叶片（20）由转子（19）直接冲出。导向叶片（20）与轴向吸绒孔（21）间隔120°成三组分布在转子（19）上转 子轴心周围，吸绒管（16）的两端分别与机壳（23）上的轴向吸绒孔（25）和机壳（23）下部的料室（17）联接。壳绒分离机采用两台并联，“Y”型结构的连通管（14）将两台壳绒分离机输出的破碎物并接入尘笼（6）中除尘。连通管（14）和（15）的管道截面积与壳绒分离机出口截面积相等，其升角为30度，长度为5.5米，配套电机型号为Y160M-4/11KW。

尘笼直径为φ600mm，长为900mm，网孔为1×1mm²转速为20转/分，配套电机为四极0.75KW，配用减速机型号为DWD0.75-71-2型。与尘笼配套的尘笼风机（7）的风压＞360帕;风量＞290立方米/分，风速＞24米/秒，配套电机2.2KW。

经除尘后的壳绒混合物进入振动平筛（8）清除壳屑。振动平筛长2米，宽1米，水平倾斜度为6度;网孔为3×3mm²，振幅50～60mm，频率1.5Hz。网下为0.5mm厚铁皮制的封闭料盒，料盒终端有棉籽壳屑出口（13），该出口与输出铰龙（9）用布袋联接。振动平筛（8）的水平倾斜度由调整螺栓调整，使物料在保证生产率的前提下，在筛网上经过时间最长为宜。经振动平筛处理后的棉短绒含杂率（以硫酸不溶物百分比计）控制在20%以内。振动平筛配套电机型号为Y90L-4/1.5KW，配用减速机型号：DWD1.5-17-1型。筛后的棉短绒直接落 入清绒机（9）的料斗内进行二级清杂。清绒机（9）选用6MD-500型齿辊式清理机。该机配套电机Y112M-4/4KW、工作电流5A，清理出的合格棉短绒从出料口（10）排出后计量包装，清理出的棉籽壳屑通过棉籽壳屑出口（12）送入输出铰龙（11）返回榨油工序。

输出铰龙（11）的输送能力大于0.4吨/小时，其铰龙直径为150mm，螺距为150mm，转速为130n/min，配套电机型号为Y90L-4/1.5KW，配套减速机型号DWD1.5-11-1型。

上述加工工艺，经调试后达到如下指标：

1、日处理棉籽壳＞10t，可与三台200型榨油机配套;

2、日产棉短绒（棉籽残绒率为4%时）＞1000kg

3、棉短绒质量：三类三级;

4、日耗电量500KWh;

5、处理后的棉籽壳屑残绒含量约0.5%。

Claims (3)

1、一种棉短绒提取工艺，包括壳绒分离工序、除尘工序和清杂工序，其特征在于，其中分离工序是将榨油作业中分离出的棉籽壳破碎，同时进行壳与绒分离的加工。

2、一种用于棉短绒提取工艺的壳绒分离机，包括带有投放口的机壳、安装于机壳内的转子和位于机壳内壁与转子之间的筛网，其特征是：

（1）转子上接近转子轴孔处，开有轴向风孔，在轴向风孔的一侧有一导向叶片，在与轴向风孔对应的机壳上有一轴向吸绒孔;

（2）在转子的外缘处安装着锤片，与锤片配合作用的牙板固联在机壳内壁上;

（3）筛网位于机壳下部的排屑口处，筛网上均布着长边与转子轴线相垂直的条状孔;

（4）封闭的料室与机壳排屑口相接通并设有风机连通管接口。

3、根据权利要求2所述的壳绒分离机，其特征是：筛网上条状孔的宽度为0.7mm～1mm，长度为4mm-6mm。

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