CN101230491B - 棉秆皮芯机械分离方法及棉秆皮芯分离机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种棉秆皮芯的机械分离加工方法及专用设备。其方法是先将棉秆的横截面挤压成扁裂状，使其在纵向呈连续形态；再将扁裂状的棉秆每间隔一定长度施以打击力使其快速折弯85°～90°，使皮芯初步分离，对带状棉秆皮进行自由高频率拨击，去除残渣碎芯；最后以高于步骤3的拨击频率交叉自由拨击，将残附的杂屑清除，得到合格的棉秆皮。其专用设备由依次设置的挤压装置、垂直打击装置、换向拨击出皮装置和固定上述装置的墙板、机座组成，各装置的芯轴平行设置且均由墙板支承固定，由传动机构驱动。它可实现棉秆皮芯的机械化分离，经加工后的棉秆皮呈连续带状，可进一步加工；加工后的棉秆芯为毫米级碎屑状，是制浆造纸的优良原料。

Description

棉秆皮芯机械分离方法及棉秆皮芯分离机

技术领域

本发明涉及一种韧皮分离方法及设备，特别涉及一种棉秆皮芯的机械分离加工方法及专用设备。 

背景技术

棉秆皮经脱胶后可成为纺织纤维，棉杆芯是制浆造纸的优良原料。到目前为止，由于棉秆皮剥制难度大，只能采用手工剥皮方式，现在技术中还没有机械剥制棉秆皮的方法及专用机械。手工剥皮方式劳动强度高，劳动效率很低，不具有工业可行性，我国每年上千万吨的棉秆无法综合利用。 

同属于植物纤维类的麻纤维自动剥制方法及设备无法直接应用于该领域，原因在于与同类的麻类韧皮对比，棉秆韧皮具有其自身特点：棉秆皮的韧性和强度都低于麻类韧皮，尤其在干燥状态下，棉秆皮的韧性和强度变得更差。如何成功地实现皮芯分离，且保证棉秆韧皮纤维在加工过程中不被破坏，保持加工后的棉秆皮呈连续带状，含杂质少，加工后的棉杆芯为毫米级碎屑状，几乎不含果胶，成为制浆造纸的优良原料，是尚未解决的难题，需要发明一种机械剥制棉秆皮的方法及专用机械将棉秆变废为宝、综合开发利用。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种棉秆的秆皮与杆芯机械分离方法。它可实现棉秆皮芯的机械化分离，劳动强度低，劳动效率高，经加工后的棉秆皮呈连续带状，含杂质少，经脱胶处理后成为一种天然纺织纤维；加工后的棉杆芯为毫米级碎屑状，几乎不含果胶，是制浆造纸的优良原料。 

本发明的另一目的在于提供一种实施棉秆皮与杆芯的机械分离方法的专用设备。 

本发明的技术方案是：一种棉秆皮与杆芯的机械分离方法，其生产步骤为： 

步骤1：将棉杆的横截面挤压成扁裂状，使其在纵向呈连续形态； 

步骤2：将扁裂状的棉秆水平推进，每间隔一定长度施以打击力使其快速折弯85°～90°，其打击力度控制在芯杆被快速折断并沿垂直方向与棉秆皮分离而棉秆皮仍呈带状连续范围内； 

步骤3：将带状棉秆皮进行自由高频率拨击，去除附在棉秆皮上的残渣碎芯； 

步骤4：以高于步骤3的拨击频率交叉自由拨击，将仍残附在棉秆皮上杂屑清除，得到合格的棉秆皮。 

作为对本发明的进一步改进，所述的步骤2中的打击频率为70～160次/秒，打击长度为2～6mm/次。 

实施上述棉秆皮与杆芯的机械分离方法的棉秆皮芯分离机，其特征在于：它由依次设置的挤压装置、垂直打击装置、换向拨击出皮装置和固定上述装置的墙板、机座组成，所述的挤压装置、垂直打击装置、换向拨击出皮装置的芯轴平行设置且均由墙板支承固定，由传动机构驱动，所述的挤压装置为上下平行设置、相对碾压、同步驱动的一对以上的光压辊组成的光压辊组，所述的垂直打击装置由位于挤压装置出口处、承接扁裂棉秆的给进打击板和位于给进打击板端部对扁裂棉秆实施打击的打击轮组成，打击轮为鼠笼式中空转轮，打击轮的表面为间隔一定距离的圆柱状打手，给进打击板工作台面与打击轮径向保持一定的原始间距；所述的换向拨击出皮装置由鼠笼式中空转轮式的换向轮和一对上下交叉鼠笼式中空转轮式上交叉出皮轮和下交叉出皮轮组成，换向轮、上交叉出皮轮、下交叉出皮轮的工作面为间隔一定距离的圆柱面，换向轮置于打击轮下方，换向轮高速旋转且线速度为打击轮线速度的2倍～6倍，对带状棉秆皮进行自由高频率拨击，之后将棉秆皮抛给下交叉出皮轮，上交叉出皮轮、下交叉出皮轮高速旋转且线速度为换向轮线速度的125％～200％，对棉秆皮进行高频率交叉自由拨击，将棉秆皮快速输出，所述的传动机构是上交叉出皮轮由电机驱动，同时上交叉出皮轮用齿轮驱动下交叉出皮轮和换向轮，上交叉出皮轮与下交叉出皮轮为同步驱动，换向轮用齿轮驱动打击轮，打击轮用齿轮驱动光压辊组的下光压辊，下光压辊用齿轮同步驱动上光压辊。 

作为对本发明的进一步改进，所述的给进打击板和挤压装置之间还设置有推进弹簧将给进打击板推向打击轮，所述的推进弹簧的推力0.5～3.6KG。 

作为对本发明的进一步改进，所述的挤压装置中上光压辊的芯轴两端固定于滑块上，滑块可在墙板上的滑槽内上下移动，滑块的上部设置有控制滑块上下运动的加压压簧。 

作为对本发明的进一步改进，所述的给进打击板工作台面与打击轮径向原始间距相当于棉秆皮的厚度。 

作为对本发明的进一步改进，所述的光压辊组为连续工作的两组光压辊，所述的打击轮用齿轮驱动第二组光压辊组的下光压辊，下光压辊用齿轮驱动第二组上光压辊，同时通过过渡齿轮驱动第一组光压辊组的下光压辊，第一组光压辊组的下光压辊用齿轮驱 动第一组上光压辊。 

作为对本发明的进一步改进，所述的给进打击板的工作面为凸圆弧面，所述的打击轮上的打手材质为冷拉圆钢或尼龙、工程塑料圆棒，所述的换向轮、上交叉出皮轮、下交叉出皮轮的每个工作面都由光滑圆棒构成。 

作为对本发明的进一步改进，所述的换向轮的线速度为打击轮线速度的4倍。 

作为对本发明的进一步改进，所述的上交叉出皮轮、下交叉出皮轮的线速度为换向轮线速度的200％。 

本机使用方法是：工作时，将棉秆喂入成对光压辊钳口，棉秆横截面被挤压扁裂，纵向仍呈连续形态；扁裂棉秆被推送至给进打击板工作台面上向高速运转的打击轮喂入，在给进打击板工作台面后沿与打击轮上打手的共同作用下，扁裂棉秆瞬间被弯曲85°～90°，每间隔一定长度打击一次，扁裂棉秆中较脆硬的木质杆芯被折断成碎段状；碎杆芯沿着打手运动的切线方向拨击脱离，棉秆皮未被击断；换向轮置于打击轮下方，以高于输入数倍的线速度接住掉下来的带状棉秆皮，在旋转的换向轮作用下带状棉秆皮被自由高频率拨击，去除附在棉秆皮上的残渣碎芯，同时换向轮将棉秆皮抛给下交叉出皮轮，上交叉出皮轮、下交叉出皮轮以更快的线速度接过抛来的带状棉秆皮，以更高的交叉自由拨击频率对棉秆皮进行拨击，将仍残附在棉秆皮上杂屑有效清除，并拉动棉秆皮快速输出。 

本发明的有益效果在于：本发明针对棉秆皮是纤维和胶质粘结而成，有一定的韧性，而木质杆芯较脆硬，容易被折断成碎段状的特性，先将棉秆碾压成扁裂状后再施以一定力度的打击力，达到杆芯碎断，棉秆皮连续的状态，实现两者在惯性作用下的初步分离，再进行速度递增的两次自由拨击，实现本发明的目的，本发明分离出来的棉秆皮呈连续带状，含杂质量少，经脱胶工艺处理后成为纺织纤维；分离出来的棉杆芯为毫米级碎屑状，几乎不含果胶，成为制浆造纸的优良原料。本发明所提供的棉秆皮芯分离机，单机每小时可处理棉秆54公斤以上，可生产棉秆皮12公斤以上，可生产碎杆芯40公斤以上，生产效率是手工作业的80倍。由于本发明将上光压辊两端的轴套在滑块上，使上下光压辊的间距能根据棉秆的粗细调整，保证碾压施力均匀；打击板与打手设定准确恰当的原始隔距，配合独特的材料及结构形态，可施以恰当的打击力度，既充分发挥垂直打击的除芯杂效能，又最大限度地减轻了对棉秆皮的损伤；换向轮采用鼠笼中空结构，让大量由打手击落的碎芯杂屑可顺畅落地，换向轮、上下交叉出皮轮线速度逐步递增，能及时、充分、顺畅排杂除屑，转移、拨直、理顺秆皮，对棉秆皮没有损伤。本设备的传动机构 结构简单，无需专门的减速机构，下光压辊直接驱动上光压辊、上交叉出皮轮直接驱动下交叉出皮轮的传动方式可确保上下光压辊和上下交叉出皮轮同步驱动，不损伤棉杆皮。 

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。 

图1为本发明的棉秆皮芯分离机主视图 

图2为本发明的棉秆挤压扁裂过程示意图 

图3为本发明的扁裂棉秆垂直打击过程示意图 

图4为本发明的棉秆皮换向拨击出皮过程示意图 

图5为本发明的实施例2的传动方式示意图 

图中：墙板-1、机座-2、光压辊组-3、第二组下光压辊-3-1、第二组上光压辊-3-2、第一组下光压辊-3-3、第一组上光压辊-3-4、给进打击板-4、打击轮-5、打手-6、换向轮-7、上交叉出皮轮-8、下交叉出皮轮-9、推进弹簧-10、滑块-11、滑槽-12、加压压簧-13、电机-14、过渡齿轮-15。 

具体实施方式

实施例1：一种棉秆皮与杆芯的机械分离方法，其生产步骤为： 

步骤1：将棉杆的横截面挤压成扁裂状，使其在纵向呈连续形态； 

步骤2：将扁裂状的棉秆水平推进，每间隔2mm的长度施以打击力使其快速折弯85°～90°，其打击力度控制在杆芯被快速折断并沿垂直方向与棉秆皮分离而棉秆皮仍呈带状连续范围内； 

步骤3：将带状棉秆皮以拨击频率为160次/秒进行自由高频率拨击，去除附在棉秆皮上的残渣碎芯； 

步骤4：以高于步骤3的拨击频率交叉自由拨击，将仍残附在棉秆皮上杂屑有效清除，得到合格的棉秆皮。 

实施上述棉秆皮与杆芯的机械分离方法的棉秆皮芯分离机，如图1-图4所示，两块墙板1直立于机座2上，挤压装置为上下平行设置、相对碾压、同步驱动的一对光压辊3，上光压辊的芯轴两端套在滑块11上，滑块11可在墙板1上的滑槽12内上下移动，滑块11的上部设置有控制滑块11上下运动的加压压簧13；垂直打击装置由位于挤压装置出口处的给进打击板4和打击轮5组成，给进打击板4和挤压装置之间设置有推进弹簧10将给进打击板4推向打击轮5，推进弹簧10的推力为3.6kg，给进打击板4工作面为凸圆弧面，打击轮5为鼠笼式中空转轮，打击轮5的表面为间隔一定距离的圆柱状打手6，打 手6的材质为冷拉圆钢。给进打击板4工作台面与打击轮5径向保持1.5mm原始间距；换向拨击出皮装置由鼠笼式中空转轮式的换向轮7和一对上下交叉鼠笼式中空转轮式上交叉出皮轮8和下交叉出皮轮9组成，换向轮7、上交叉出皮轮8和下交叉出皮轮9的表面为间隔一定距离的圆柱状工作面，每个工作面由光滑圆棒构成，换向轮7置于打击轮5下方，换向轮7的线速度为打击轮线速度的4倍，换向轮7高速旋转对带状棉秆皮自由高频率拨击后，将棉秆皮抛给下交叉出皮轮9，上交叉出皮轮8和下交叉出皮轮9以换向轮7的125％的线速度接过抛来的棉秆皮，对棉秆皮进行交叉自由高频率拨击，并拉动将棉秆皮快速输出。传动机构是上交叉出皮轮8通过皮带传动由电机14驱动，同时上交叉出皮轮8用齿轮驱动下交叉出皮轮9和换向轮7，换向轮7用齿轮驱动打击轮5，打击轮5用齿轮驱动下光压辊3-4，下光压辊3-4用齿轮驱动上光压辊3-3。 

本实施例加工得到的棉秆皮呈连续带状，含杂量少，经脱胶工艺处理后成为纺织纤维；加工得到的棉杆芯为毫米级碎屑状，几乎不含果胶，成为制浆造纸的优良原料。本棉秆皮芯分离机单机每小时可处理棉秆54公斤，可生产棉秆皮12公斤，可生产碎杆芯40公斤以上，生产效率是手工作业的80倍。 

实施例2：一种棉秆皮与杆芯的机械分离方法，其生产步骤为： 

步骤1：将棉杆的横截面挤压成扁裂状，使其在纵向呈连续形态； 

步骤2：将扁裂状的棉秆水平推进，每间隔6mm的长度施以打击力使其快速折弯85°～90°，其打击力度控制在杆芯被快速折断并沿垂直方向与棉秆皮分离而棉秆皮仍呈带状连续范围内； 

步骤3：将带状棉秆皮以拨击频率为70次/秒进行自由高频率拨击，去除附在棉秆皮上的残渣碎芯； 

步骤4：以高于步骤4的拨击频率交叉自由拨击，将仍残附在棉秆皮上杂屑有效清除，得到合格的棉秆皮。 

实施上述棉秆皮与杆芯的机械分离方法的棉秆皮芯分离机，如图1-图4所示，两块墙板1直立于机座2上，挤压装置为上下平行设置、相对碾压、同步驱动的两对光压辊3，、第一组上光压辊-3-4、第二组上光压辊-3-2的芯轴两端套在滑块11上，滑块11可在墙板1上的滑槽12内上下移动，滑块11的上部设置有控制滑块11上下运动的加压压簧13；垂直打击装置由位于挤压装置出口处的给进打击板4和打击轮5组成，给进打击板4和挤压装置之间设置有推进弹簧10将给进打击板4推向打击轮5，推进弹簧10的推力为0.5kg，给进打击板4工作面为凸圆弧面，打击轮5为鼠笼式中空转轮，打击轮5的表面 为间隔一定距离的圆柱状打手6，打手6的材质为尼龙。给进打击板4工作台面与打击轮5径向保持1.5mm原始间距；换向拨击出皮装置由鼠笼式中空转轮式的换向轮7和一对上下交叉鼠笼式中空转轮式上交叉出皮轮8和下交叉出皮轮9组成，换向轮7、上交叉出皮轮8和下交叉出皮轮9的表面为间隔一定距离的圆柱状工作面，每个工作面由光滑圆棒构成，换向轮7置于打击轮5下方，换向轮7的线速度为打击轮线速度的6倍，换向轮7高速旋转对带状棉秆皮自由高频率拨击后，将棉秆皮抛给下交叉出皮轮9，上交叉出皮轮8和下交叉出皮轮9以换向轮7的200％的线速度接过抛来的棉秆皮，对棉秆皮进行交叉自由高频率拨击，并拉动将棉秆皮快速输出。传动机构是上交叉出皮轮8通过皮带传动由电机14驱动，同时上交叉出皮轮8用齿轮驱动下交叉出皮轮9和换向轮7，换向轮7用齿轮驱动打击轮5，打击轮5用齿轮驱动第二组下光压辊3-4，第二组下光压辊3-4用齿轮驱动第二组上光压辊3-3，同时通过过渡齿轮15驱动第一组下光压辊3-1，第一组下光压辊3-1用齿轮驱动第一组上光压辊3-2。 

本实施例加工得到的棉秆皮呈连续带状，含杂量少，经脱胶工艺处理后成为纺织纤维；加工得到的棉杆芯为毫米级碎屑状，几乎不含果胶，成为制浆造纸的优良原料。本棉秆皮芯分离机单机每小时可处理棉秆54公斤，可生产棉秆皮12公斤，可生产碎杆芯40公斤以上，生产效率是手工作业的80倍。 

作为本发明的另外实施方式，打手6的材质还可以为工程塑料，光压辊组的数量可达三级以上。 

本发明包含但不限于上述实施方式，只要采用了将棉杆先挤压成扁裂状再施以垂直打击后进行拨击的方法，即属于本发明的保护范围。 

Claims (10)

1.一种棉秆皮与杆芯的机械分离方法，其生产步骤为：

步骤1：将棉杆的横截面挤压成扁裂状，使其在纵向呈连续形态；

步骤2：将扁裂状的棉秆水平推进，每间隔一定长度施以打击力使其快速折弯85°～90°，其打击力度控制在杆芯被快速折断并沿垂直方向与棉秆皮分离而棉秆皮仍呈带状连续范围内；

步骤3：将带状棉秆皮进行自由高频率拨击，去除附在棉秆皮上的残渣碎芯；

步骤4：以高于步骤3的拨击频率交叉自由拨击，将仍残附在棉秆皮上杂屑有效清除，得到合格的棉秆皮。

2.根据权利要求1所述的棉秆皮与杆芯的机械分离方法，所述的步骤3中的拨击频率为70～160次/秒，打击长度为2～6mm/次。

3.实施如权利要求1或2所述棉秆皮与杆芯的机械分离方法的棉秆皮芯分离机，其特征在于：它由依次设置的挤压装置、垂直打击装置、换向拨击出皮装置和固定上述装置的墙板、机座组成，所述的挤压装置、垂直打击装置、换向拨击出皮装置的芯轴平行设置且均由墙板支承固定，由传动机构驱动，所述的挤压装置为上下平行设置、相对碾压、同步驱动的一对以上的光压辊组成的光压辊组，所述的垂直打击装置由位于挤压装置出口处、承接扁裂棉秆的给进打击板和位于给进打击板端部对扁裂棉秆实施打击的打击轮组成，打击轮为鼠笼式中空转轮，打击轮的表面为间隔一定距离的圆柱状打手，给进打击板工作台面与打击轮径向保持一定的原始间距；所述的换向拨击出皮装置由鼠笼式中空转轮式的换向轮和一对上下交叉鼠笼式中空转轮式上交叉出皮轮和下交叉出皮轮组成，换向轮、上交叉出皮轮、下交叉出皮轮的工作面为间隔一定距离的圆柱面，换向轮置于打击轮下方，换向轮高速旋转且线速度为打击轮线速度的2倍～6倍，上交叉出皮轮、下交叉出皮轮高速旋转且线速度为换向轮线速度的125％～200％，所述的传动机构是上交叉出皮轮由电机驱动，同时上交叉出皮轮用齿轮驱动下交叉出皮轮和换向轮，上交叉出皮轮与下交叉出皮轮为同步驱动，换向轮用齿轮驱动打击轮，打击轮用齿轮驱动光压辊组的下光压辊，下光压辊用齿轮同步驱动上光压辊。

4.根据权利要求3所述的棉秆皮芯分离机，其特征在于：所述的给进打击板和挤压装置之间还设置有推进弹簧将给进打击板推向打击轮，所述的推进弹簧的推力0.5～3.6KG。

5.根据权利要求3所述的棉秆皮芯分离机，其特征在于：所述的光压辊组为连续工作的两组光压辊，所述的打击轮用齿轮驱动第二组光压辊组的下光压辊，下光压辊用齿轮驱动第二组上光压辊，同时通过过渡齿轮驱动第一组光压辊组的下光压辊，第一组光压辊组的下光压辊用齿轮驱动第一组上光压辊。

6.根据权利要求3所述的棉秆皮芯分离机，其特征在于：所述的挤压装置中上光压辊的芯轴两端固定于滑块上，滑块可在墙板上的滑槽内上下移动，滑块的上部设置有控制滑块上下运动的加压压簧。

7.根据权利要求3所述的棉秆皮芯分离机，其特征在于：所述的给进打击板工作台面与打击轮径向原始间距相当于棉秆皮的厚度。

8.根据权利要求3所述的棉秆皮芯分离机，其特征在于：所述的给进打击板的工作面为凸圆弧面，所述的打击轮上的打手为冷拉圆钢或工程塑料圆棒，所述的换向轮、上交叉出皮轮、下交叉出皮轮的每个工作面都由光滑圆棒构成。

9.根据权利要求3所述的棉秆皮芯分离机，其特征在于：所述的换向轮的线速度为打击轮线速度的4倍。

10.根据权利要求3所述的棉秆皮芯分离机，其特征在于：所述的上交叉出皮轮、下交叉出皮轮的线速度为换向轮线速度的200％。

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