CN103221590A - 分离纺织物纤维束的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分离有限纺织物纤维束的装置，将由n根单纤维（n≥2）构成的纺织物纤维束分离成含有少于n根单纤维的纤维束和/或单纤维，其特征在于，在一个对外封闭的搅拌空间内，设有一个或多个至少占搅拌室容积10%的非作用区，搅拌室中有一个或者多个旋转的、非切割的冲击装置，可根据材料堆积情况进行调节以减少载荷峰值，工作转速至少为200转/分，可以分批次加入不同材料，且时间可设定，加工完成的材料从搅拌室中排出。

Description

分离纺织物纤维束的装置

技术领域

本发明涉及一种装置，该装置能够通过机械方式分离彼此连接的由n根有限单纤维（n=2，3，4…）构成的纤维束，分离的纤维束中含有少于n根单纤维或者只有一根单纤维。

背景技术

加工纤维材料时重要的是，从规定的加工等级起进行分离或者保留较细或者微小的残留纤维束。

然而，在原材料中，纤维经常以纤维束的形式存在且在原材料中占有较大比例。一方面可以从3到100mm长度范围内的接缝纤维束，技术连接的天然纤维或者从含有纤维纺织品,如纤维织物，中获取单纤维。

此种纤维束分离过程在当今需要使用不同的技术来完成。一般需要使用纺织物开口器，裁剪机，梳理机或者起毛机，设备产生的消耗很高，且只能固定用于几种含有纤维束的材料，同时还有纤维短，机械损坏或者分离纤维束少等缺点。因此为达到好的效果必须先后使用不同的设备对材料进行处理。使用纺织物开口器，梳理机和起毛机加工的纤维束的长度约为30-100mm，而且前提是纤维是卷曲的。剪裁机可以用于成块装的织物和纺织物。加工普通纤维束长度为3至12mm的平滑无卷曲的短纤维束，到目前为止还没有已知的能有效地分离纤维束的设备。

通过特殊设备对天然纤维束进行梳理细化或者通过化学方式连接。

此种方法的缺点是：

-需要消耗很大的能量

-在材料的使用方面缺乏广泛适用性

-机械损坏度高，剪裁机修剪的纤维太短。

-不适用于平滑的纤维束以及所有短纤维束

所有机械方法的特点是，使用安装有销子和齿轮的轧辊加工需要制成纤维的材料，或者通过不同的轧辊相对啮合加工材料，又或者使用一个轧辊把材料从一个固定的材料固定位置上扯下来。

唯一一种将纺织物分离成线形结构的已知方法及设备可参照专利DE19900770A1，此种方法及设备可以作为一种偶然产生的副作用起到分离纤维束的效果。此种在DE19900770A1中介绍的装置只能用于纤维回收领域，其将平面的小块状织物转换成纱线组成材料。其主要用于除纺织物以外的原材料，所述装置的主要目的是，在回收纱线时破坏纺织物中经纱和纬纱之间的直角纱线交织及编织结构。根据DE19900770A1，在少数情况下可以把长丝纱线编织物分离成长丝纱线段至单纤维。这只是在少数情况下偶然出现的副产品，此种作用对于其效果的经济性评估尚不具有代表性。只使用上述装置分离成单纤维还达不到要求。其他机械流程步骤可参照DE19900770A1的权利要求9。

发明内容

因此，本发明的目的是，通过普遍适用的装置无破坏性的纵向分离纤维束以制成单纤维，细纤维束或者单纤维和细纤维束的混合物。上述任务根据本发明中经过改造的搅拌器得以完成，如图1所示，所述的装置与DE19900770A1中介绍的装置不同，无需后续流程即可从纤维束中得到细致的单纤维材料，其中通过结构的改变极大地提高了纤维束的纵向分离效率，并且能同时保证材料不受损害，这相对于目前的技术水平具有创新性。

具体实施方式

参照图1和2能够更详细的了解本发明的结构以及工作流程。纤维束长度为1至200mm的纺织物原材料分批次或者持续地加入到材料存储室3中。加入的材料量取决于材料类型以及搅拌室或者定子室2的结构设计，所述搅拌室或者定子室2中装有螺旋桨状的冲击叶片或者冲击装置1。冲击装置1具有优选地依次固定在驱动轴8上随之重复运转、并呈大概的螺旋桨状结构的冲击部件7。

材料保护以及提高纤维束分离效率的重点是，非切割工作的冲击装置需要有至少10%的非作用空间，转动的冲击部件不会经过该区域。图中未显示的驱动装置驱动冲击装置1，其根据材料采用的转速至少为200转/分钟。

采用计时控制的翻板机构6控制材料的持续或者批量加入，即在规定的时间内通过重力控制加入到搅拌室中的材料数量，在加入新材料之前，此前加入的材料通过材料出口4从加工腔内由计时控制的翻板机构5排出。加入和排出材料的翻板机构采用底板打孔结构或者采用筛板。

通过重力或者气动方式将材料加入到安装有转动的冲击叶片的加工区内并对材料进行冲击加工。加入的纤维束中的纤维通过粘连，内聚力和/或搅拌或者聚集在一个纺织物面上，被分解成含有较少单纤维的纤维束或制成单纤维，经过规定的材料特定的恒定处理时间后，取料区4的出口翻板5打开，供取出直径较小的碎纤维团或纤维颗粒。

根据材料的不同构成定子室设计成粗糙状的，或者设置插入其顶部空间的堆积部件。对于轻柔的材料处理，所述部件应该能够通过向与旋转方向相反的方向倾斜而减少冲击力峰值，例如，在冲击力的作用下，在短时间内针对随机产生的材料堆积释放更多的非作用区，然后在弹簧力的作用下再次回到初始位置。

图2中所示的是两种可以在弹簧力作用下回弹到初始位置以及形成可控非作用区的冲击叶片的原理设计图。图2中的第一个图显示的是由两部分构成的冲击叶片7，驱动轴8按照箭头方向c旋转。压力弹簧机构9在离心力方向上作用，并保证其距离定子墙板的距离为a。

在出现随机材料堆积造成载荷峰值的情况下，冲击叶片的上部结构相反于转动方向翻转，与定子墙板之间的距离增加到b，在短时间内增加的非作用区会减少材料堆积造成的机械载荷峰值。在载荷峰值后，叶片部件再次在弹簧力的作用下回到初始位置。在可折叠的叶片部件尺寸足够大，圆周速度较高时，可以无需采用弹簧部件，离心力可以代替回弹力。

其他两个图显示的是一体式的加工叶片的结构图，其设计有弹性侧因此在出现载荷峰值时，它们在相反方向上能够短暂地避开大量的材料堆积，因此在加工室内腾出额外的非作用区以减少载荷。纤维束分离加工结束后，材料通过出口4（图1）从加工室内排出。计时控制的材料出口盖板5短时打开。冲击叶片继续转动，通过材料转动产生一个排出材料的排卸力。材料可以排放到一个存储室或者一个气动的材料运输管内。

加工使用的材料一般保持干燥状态，可以保持50%以下的湿度。为了改善摩擦和平滑性能或者减少纤维静电，可以进行预先处理。

为了达到经济上可行的纤维束分离效果，装置必须在与材料相匹配的工艺窗中工作。同时在加工时还能很好的保护材料，尽可能纵向分离，不出现横向扯断，撕裂，断开或者机械破坏纤维材料的现象，防止抗拉强度或者拉力弹性模量减少。因此在开始试验前，根据每次的加工批次、加工时间和装置技术设计计算材料加工量及处理参数，以此选择出合适的窗口。

为了保证适用于不同的材料以及材料变化，装置需要具有如下特点：

-可选择调节纤维束分离时间，非连续性批量工作

-螺旋桨叶片转速可调节

-相对于定子室变换冲击叶片形状以调整非作用空间容积。

-材料加工时基于负荷释放更多的非作用区

-可更换不同载荷灵敏性的冲击转子，在短时间内可以释放额外的非作用区。

-可变且可更换的定子内墙板，墙板有一定粗糙度并可安装向非作用区内突出的堆积部件。

该装置适用于加工长度短，机械参数低的不同类型的纤维束，卷曲和未卷曲的人造纤维，天然纤维束结构的天然纤维，如亚麻，麻和荨麻，块状编织物，织物，绳段和皮带段，不同使用范围内的纺织品再加工或者用于增加合成材料，橡胶及合成橡胶中的纤维成分。

本发明装置适用于含有纤维束的不同纺织品材料，如实施例1至3所示。

实施例1

250g、40mm长、精细度336的切削聚酰胺长纱线在带有5mm孔径的孔板装置中加工15秒，如图1所示。带有4x8冲击叶片的转子以1000转/分旋转。采用图2中所示的两部分构成的翻板式叶片能够很好的保护材料，由于圆周速度较高，因此不采用通过弹簧力复位的弹簧部件。非作用区容积占40%。装置产生单纤维和分离的纤维束混合物，然后再将其加工梳理成针形毛毡，相对于未加工的长纱线能够形成均匀的无纺织物。材料存储室装满后，装料盖打开2秒加料，在加工结束后，出料口盖打开2秒以完全清空加工室，材料进入到气动吸气管道中。

实施例2

长度为50mm以及单一质量为0.00537g的玄武岩纤维束作为堆积密度为200kg/m3的散装材料。此种材料的加料量为300g，在如图1所示的安装有5mm孔径筛孔底板的装置中加工12秒。相对于实施例1可以采用较少数量的叶片，非作用区达60%。叶片转速采用750转/分，产物为搅拌在一起的单纤维和分离纤维束，堆积密度为26kg/m3。纤维束纵向分离成部分纤维束和单纤维的条件取决于材料的松散度。

实施例3

300g使用玻璃丝缝合的约为16cm²至25cm²的片状单向碳纤维织物，最大边缘长度＜8cm，且单位面积质量650g/m2，使用图1中所示的装置，叶片转速1200/分，进行6秒钟加工处理。使用图2中所示的折叠叶片无需使用附加的复位弹簧部件。非作用区为50%。为了提高纤维束的分离效果，在定子盖周围使用4个5mm的向非作用区内突出、平行于冲击叶片转轴、彼此间距相同的堆积部件。堆积部件为立方形结构并且其长度与搅拌器的宽度一致。单碳纤维和碳纤维束形成的混合产物由不同数量的单纤维、缝纫纱线及纤维材料构成。

附图标记说明：

图1：

1  冲击装置

2  搅拌室或定子室

3  材料存储室

4  材料出口/取料区域

5  材料出口翻板装置/出口翻板

6  材料入口翻板装置

7  冲击部件/冲击叶片

图2：

7  冲击部件/冲击叶片

8  驱动轴

9  压力弹簧机构

a  至定子墙板的距离

b  至定子墙板的增大的距离

c  旋转方向

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种分离有限纺织物纤维束的装置，将由n根单纤维（n≥2）构成的纺织物纤维束分离成含有少于n根单纤维的纤维束和/或单纤维，其特征在于，在一个对外封闭的搅拌室内，设置一个或多个至少占据搅拌室容积10%的非作用区，并在搅拌室中设置一个或者多个旋转的、非切割的、根据材料定制以减少载荷峰值的冲击装置，所述冲击装置的工作转速至少为200转/分，分批次加入材料以实现材料在加入量上的调节，对材料的加工时间长度是可调节的，加工完成的材料从搅拌室中排出，旋转的搅拌器中设有一个或者多个在轴向上依次固定在驱动轴上运转的螺旋桨状冲击部件/冲击叶片，用于把纺织品分离成纤维束，其特征在于，所述冲击叶片设置为对材料进行特别轻柔的处理，其具有弹性能够复位或者折叠因此能够在加工期间在出现偶发的材料堆积时短暂地脱离材料，以避免出现对材料不利的冲击力峰值。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在装置的存储室内持续加入材料，通过定时控制的翻板结构在搅拌室内分批次加入材料，通过定时控制的出口翻板排出材料。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，材料添加和排放的定时控制的翻板上具有穿孔。

4.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，材料出口设在气动管道中。

5.根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，能够随意控制加料时间间隔，加工时间间隔以及材料排出时间间隔。

6.根据权利要求1至5之一所述的装置，其特征在于，制成定子室的墙板的表面是粗糙的，或者可选地在其上设有可互换的、朝向非作用区内突出的、不起到切割作用的辅助部件。

Claims (8)

1.一种分离有限纺织物纤维束的装置，将由n根单纤维（n≥2）构成的纺织物纤维束分离成含有少于n根单纤维的纤维束和/或单纤维，其特征在于，在一个对外封闭的搅拌室内，设置一个或多个至少占据搅拌室容积10%的非作用区，并在搅拌室中设置一个或者多个旋转的、非切割的、根据材料定制以减少载荷峰值的冲击装置，所述冲击装置的工作转速至少为200转/分，分批次加入材料以实现材料在加入量上的调节，对材料的加工时间长度是可调节的，加工完成的材料从搅拌室中排出。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在旋转的搅拌器中设有一个或者多个在轴向上依次固定在驱动轴上运转的螺旋桨状冲击部件/冲击叶片，用于将纺织品分离成纤维束。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述冲击叶片被设置为对材料进行特别轻柔的处理，其具有弹性能够复位或者折叠因此能够在加工期间在出现偶发的材料堆积时短暂地脱离材料，避免出现对材料不利的冲击力峰值。

4.根据权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，在装置的存储室内持续加入材料，通过定时控制的翻板结构在搅拌室内分批次加入材料，通过定时控制的出口翻板排出材料。

5.根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，材料添加和排放的定时控制的翻板上具有穿孔。

6.根据权利要求1至5之一所述的装置，其特征在于，材料出口设在气动管道中。

7.根据权利要求1至6之一所述的装置，其特征在于，能够随意控制加料时间间隔，加工时间间隔以及材料排出时间间隔。

8.根据权利要求1至7之一所述的装置，其特征在于，制成定子室的墙板的表面是粗糙的，或者可选地在其上设有可互换的、朝向非作用区内突出的、不起到切割作用的辅助部件。

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