CN103510188B - 杂质分离装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理包括纤维（106）和杂质（104）两者的纤维样品（102）的分离装置（100），包括分离锡林（112）和收集表面（126），用于接收从分离锡林（112）落下的杂质（104）。反向空气流（122）在分离锡林（112）和收集表面（126）之间的分离区域中沿着基本上垂直于分离锡林（112）并且朝向分离锡林（112）的下侧的方向运动。反向空气流（122）在分离区域内的每个位置处具有足以使反向空气流（122）不由销（114）原始保持的纤维（106）吹起向分离锡林（112）、又不足以阻止重力将杂质（104）拉下落入反向空气流（122）的空气流动速度。

Description

杂质分离装置
技术领域
本发明涉及纤维质量测量领域。更具体而言，本发明涉及从纤维（例如棉花）去除非纤维物质（例如杂质）。
发明背景
通常评估自然和非人造纤维的各种不同特性，以便于排列纤维样品的等级。这些特性包括很多，例如纤维长度、强度、颜色、湿度含量、卷曲、精细度、以及非纤维含量。例如，测量棉花纤维的特性以便于提供棉花的质量等级是确定纤维价值的一个重要步骤。
自然纤维，例如棉花会受到通常称为杂质的非主要纤维材料的污染。该杂质可以例如是外皮、种子、细枝、叶子、灰尘、或石块。测量纤维样品的非纤维含量通过尽可能多地从在纤维样品中的非纤维含量分离在纤维中的纤维来完成，并且给下列至少两者称重或甚至确定它们的量：1）原始纤维样品，2）从原始纤维样品分离的纤维，以及3）从原始纤维样品分离的杂质。通常，不是期望的纤维本身的任何物质被认为是非纤维含量，并且表示为杂质。
US-5,321,496A公开了一种杂质分离装置，其中纤维样品与旋转刺状分离器轮接合。纤维和杂质由粘接到刺状表面并且连同分离器轮一起高速旋转的刺变松弛。由于纤维和杂质不同的形状、质量和密度，大多数的纤维粘接到分离器轮的表面，从而杂质和部分纤维被喷射到水平管道中。在管道中的气流分成两个区域：在靠近分离器轮的第一区域中，空气流向分离器轮，并且在远离分离器轮的第二区域中，空气远离分离器轮流动。空气在管道的第一区域中的水平反向流与被喷射到管道中的颗粒的运动相反，并且使投入管道的纤维返回到分离器轮。然而，杂质颗粒具有足够高的惯性和能量，以便于克服反向流并且到达在第一和第二区域之间的旋转点。它们由在第二区域中的空气带向光学杂质传感器。具有第二水平管道的第二分离器轮设置在上面所述装置下方用于实现更好的分离。
另一种杂质分离装置公开在WO-2011/137553A1中。它包括具有流动经过它的空气流的水平空气流通道。纤维供应设备设置在空气流通道的前端。在它们表面上承带锯齿状或锯齿结构的至少两个刺辊锡林在空气流通道中设置在纤维供应结构后面，并且固定脱棉设备设置在刺辊锡林的表面附近。在每个刺辊锡林上，通过重力、离心力、空气流和机械脱棉的组合作用使杂质与纤维分离。在刺辊锡林下方的空气流具有水平方向。这种交叉流动扮演空气剪刀的角色，其将从刺辊锡林分离下来的纤维带走。比纤维重的杂质在重力的作用下落入该交叉流动中。它们被收集和称重。根据WO-2011/137553A1需要用于实现良好分离的至少两个刺辊锡林。
不利地，现有技术分离器通常允许显著数量的纤维保持混合在分离的杂质中，因此使得难以确定原始纤维样品的总杂质含量。并且，上面所述的分离器占据大量的空间。
因此，所需要的是一种系统，其至少部分地减少例如上面所述的那些问题。具体地，应该实现杂质与纤维的良好分离。所述装置应该是简单的，它的制造成本应该是较低的，并且它应该仅占据较小的空间。
发明内容
上述和其他需要由根据第一独立权利要求的分离装置和由根据第二独立权利要求的方法实现。有利实施例限定在从属权利要求中。
本发明的思想在于在分离锡林下方提供竖直向上运动向分离锡林的下侧表面的整体空气反向流。空气的反向流具有足以向上吹起不由分离锡林的表面保持的纤维、又不足以阻止重力将杂质拉下来的速度。因此，杂质落入空气的反向流落到收集表面上，在那里它被秤称重。
用于处理包括纤维和杂质的纤维样品的分离装置包括纤维供应设备。它还包括沿着第一方向旋转并且从纤维供应设备接收纤维样品的分离锡林。这些分离锡林具有圆柱体表面，圆柱体表面具有沿着纵向轴方向延伸的长度。具有远端的刚性突出部从圆柱体表面延伸。杂质因此沿着基本向下方向从纤维样品分离。收集表面接收从分离锡林落下的杂质。所述分离装置还包括在分离锡林和收集表面之间的分离区域中用于提供沿着基本上垂直于分离锡林并且朝向分离锡林的下侧的方向运动的空气的反向流的部件。空气的反向流在分离区域内的每个位置处具有足以使空气的反向流将不由突出部原始保持的纤维吹起向分离锡林的底部、又不足以阻止重力将杂质拉下落入空气的反向流的空气流动速度。
分离区域是例如漏斗状区域的区域，其中空气流流速满足上述条件。空气流流速不需要在分离区域内局部均匀，而相反可以在空间内在所有三个方向改变。在其中用于提供反向空气流的部件包括由壁侧向限定的反向流腔的实施例中，邻近所述壁的区域将不是分离区域的一部分，因为在紧邻所述壁的空气流流速为零并且随着到所述壁的距离增加而沿着径向方向连续增加。分离区域在空气流流速足以将纤维吹起的地方开始，它设置在反向流腔的中心，即轴向区域。根据本发明的反向空气流可以是固定的的，即与时间无关，并且是层流的，即没有湍流。
在一个实施例中，用于提供反向空气流的部件包括设置在分离锡林下方的反向流腔，其被侧向限定并且沿着基本上垂直于分离锡林并且朝向分离锡林的下侧的方向敞开，以便反向空气流和杂质能够穿过反向流腔。
用于提供反向空气流的部件可以包括设置在分离锡林附近的真空源。可选地或替代地，用于提供反向空气流的部件可以包括超压源例如风机。
用于提供反向空气流的部件可以是这样的，在分离区域内的平均空气流速是在10米/分钟（0.17米/秒）到60米/分钟（1.0米/秒）之间。优选平均值为25米/分钟（0.42米/秒）。最佳平均空气流流速可以由熟悉本发明的本领域技术人员理论地和/或经验地确定。空气流流速的确定会受到准备分离的纤维和杂质的类型、以及受到由分离锡林给到纤维和杂质颗粒的运动能量和动量的影响。
在一个实施例中，所述分离装置包括用于测量由收集表面接收的杂质和可能混杂到杂质中的纤维的重量的秤。校正模块可以提供用于可视地检测在收集表面上的纤维以及从杂质和纤维的混合物的重量减去检测的纤维的估算重量。
纤维供应设备可以包括设置在分离锡林附近的供应罗拉，供应罗拉用于沿着分离锡林的旋转方向旋转并且在供应罗拉运动正切方向基本上与分离锡林运动正切方向基本相反的位置处提供纤维样品给分离锡林。
分离装置还可以包括设置在分离锡林附近的真空源，真空源用于抽取空气流远离分离锡林的圆柱体表面并且从突出部去除纤维。该真空源可以与用于提供上面所述反向空气流的真空源相同。分离装置可以仍然还包括棉绒变流器，其由弯曲和平行尖齿制成，其在旋转方向上沿着分离锡林设置以阻止纤维样品的簇落入收集表面并且以沿着尖头引导簇并返回到分离锡林和真空源的。该簇将第二次绕着分离锡林经过，从而被打开，或者将由真空源去除。
在一个实施例中，分离锡林具有在25cm至80cm之间的长度，以及在10cm至30cm之间的直径。分离锡林可以在1000rpm（16.7s-1）到2000rpm（33.3s-1）之间的旋转速度旋转。
突出部可以以倾斜向旋转方向的角度从分离锡林的圆柱体表面延伸。突出部可以包括至少一个锯齿或销。
分离装置可以还包括平行于纵轴并且基本上沿着分离锡林的下侧的整个长度延伸、并且设置在突出部的远端附近的刀片边缘，用于选择性地从纤维样品去除不由突出部保持的杂质。
分离装置可以包括设置在分离区域下方的静止腔，静止腔具有基本上不流动的空气，其中在静止腔内没有沿着任何方向的受推空气流。
根据本发明的另一个方面，描述了一种用于处理包括纤维和杂质两者的纤维样品的方法。纤维样品供应到分离锡林的表面上，分离锡林沿着旋转方向旋转并且具有圆柱体表面，圆柱体表面具有沿着纵向轴方向延伸的长度，并且具有远端的刚性突出部从圆柱体表面延伸。选择性地利用分离锡林接合和保持纤维样品的纤维。沿着基本向下的方向选择性地从纤维样品去除不由刺保持的杂质。将已经从分离锡林落下的杂质收集在收集表面上。纤维和杂质在具有沿着基本上垂直于分离锡林并且朝向分离锡林的下侧的方向运动的反向空气流的，位于分离锡林和收集表面之间的分离区域接触。反向空气流在分离区域内的每个位置处具有足以使反向空气流将不由突出部原始保持的纤维吹起向分离锡林的底部并且因此使纤维与分离锡林接合、又不足以阻止重力将杂质拉下落入反向空气流的空气流动速度。
在分离区域内的平均空气流速是在10米/分钟（0.17米/秒）到60米/分钟（1.0米/秒）之间，并且优选地为25米/分钟（0.42米/秒）。
可测量测收集在收集表面上的杂质和可能混杂到杂质中的纤维的重量。
在一个实施例中，利用校正模块可视地检测在收集表面上的纤维，以及从杂质和纤维的混合物的重量减去纤维的估算重量。
可以利用设置在分离锡林附近的供应罗拉提供纤维样品给分离锡林，供应罗拉沿着分离锡林的旋转方向并且在供应罗拉运动正切方向基本上与分离锡林运动正切方向基本相反的位置处旋转。
抽取空气流远离分离锡林的圆柱体表面并且利用设置在分离锡林附近的真空源从突出部去除纤维是有利的。
分离锡林可以以1000rpm（16.7s-1）到2000rpm（33.3s-1）的旋转速度旋转。
术语“向上”、“向下”、“下方”、“上方”、“水平的”、“垂直的”、“高度”在本文献中表示地球的重力场，其中认为根据本发明的装置是竖立的。
根据US-5,321,496A，杂质携带在相对于大气压为负压的空气流中。它必须被从该空气流中去除以便称重。相应地，US-5,321,496A教导了光学杂质测量，而不是重力计。然而，在根据本发明的装置和方法中，落到收集表面上的杂质处于大气压中。因此，它可以容易收集在秤上并且称重。该优点对于实施重力法测量杂质的低成本仪器是很重要的。
应该注意到，形成分离的基础的物理原理在US-5,321,496A和本发明中是不同的。在US-5,321,496A的水平方向流中，仅沿着它们的原始运动方向施加到颗粒上的力是水平反向流的空气阻力。它使已经由分离器轮投入水平管道中的杂质减速。因此，如果水平管道足够长，那么具有任何原始动量的任何颗粒将返回到分离轮。相反，在根据本发明的竖直分离区域中，不仅空气阻力，而且重力施加力到颗粒上。两个力互相相反。它们可以通过调节竖直空气流的速度而相对于彼此平衡。利用恰当的空气流流速，杂质颗粒将不会返回到分离锡林，与分离区域的高度无关。
竖直反向空气流比在US-5,321,496A中公开的水平反向空气流更好地、也比在WO-2011/137553A1中公开的水平交叉空气流更好地将杂质与纤维分离。因此，在本发明中单个分离锡林是足够的。这样减少了空间需求和根据本发明的装置的成本。而且，本发明不排除超过一个分离锡林的使用。
附图说明
通过参考当关联附图时的详细描述，本发明的进一步优点会变得清晰，附图不是按比例的以便于更清楚地示出细节，其中所有附图的相同参考标记表示相同元件，其中：
图1从根据本发明实施例的分离锡林的端视图描述杂质分离装置。
图2为根据本发明实施例的分离锡林的正视图。
图3为根据本发明实施例的分离锡林和突出部的侧视图。
具体实施方式
现在参考附图，描述了杂质分离装置100的各种实施例，其可操作来将在纤维样品102中的杂质颗粒104与纤维106分离。纤维样品102可以具有各种形式。在一个实施例中，纤维样品102是棉花，但是在其他实施例中，纤维样品102由其他自然或人造纤维、或其中的组合形成。纤维样品102包括单个纤维106和杂质颗粒104两者。
在图1所示的实施例中，纤维样品102通过将它供应在供应罗拉108和供应表面或供应板110之间来提供给杂质分离装置100。供应罗拉108沿着（例如图1所示的）第一方向以从大约每分钟一转（0.017s-1）到大约每分钟四转（0.067s-1）的速度旋转，以便纤维样品102被拉在供应罗拉108和供应表面110之间。在如图所示的实施例中，供应罗拉108沿着顺时针方向旋转，将纤维样品102拉向分离锡林112，其也沿着第一方向（在所描述的实施例中所示的顺时针）并且从每分钟1000转（16.7s-1）到每分钟2000转（33.3s-1）的旋转速度旋转。
在一些实施例中，供应罗拉108由涂覆在钢轴上的表面平滑的软物质（例如橡胶）形成，其适应纤维样品102的厚度变化并且沿着供应罗拉108的轴保持纤维样品102，以阻止纤维样品102的过早释放。供应罗拉108可以例如根据纤维样品102的变化厚度调节使在供应罗拉108和供应表面110之间的间隙更大或更小。因此，供应罗拉108当与分离锡林112结合时牢固地保持纤维样品102，有效地减少产生可能被拉出或扔下的未展开纤维簇。
图2示出分离锡林112的正视图。在一些实施例中，分离锡林112具有从大约250mm至800mm之间的长度L（沿着轴向方向），以及从大约100mm至大约300mm之间的直径D。在一些实施例中，供应罗拉108具有基本上等于分离锡林112的长度的长度，以及从大约35mm至大约75mm之间的直径D。
回到图1，供应罗拉108和分离锡林112在第一位置处互相邻近设置，在该位置供应罗拉108运动正切方向和分离锡林112运动正切方向基本上互相相反。运动正切方向限定为在旋转体的表面上的一点的行进方向。供应表面110保持由供应罗拉108接合的纤维样品102直到纤维样品102基本上设置在第一位置处（相对更早地释放它），在该位置处纤维样品102由沿着相反正切方向运动的分离锡林112接触。在供应罗拉108和分离锡林112之间的这些相反方向运动在将它拉开的纤维样品102上产生许多剪向力。
应该注意到，根据本发明的纤维供应设备在US-5,321,496A中公开的设备基本上不同。后者设计来对纤维破坏最小。因此，分离器轮沿着一方向旋转以便它以与它们被供应一致的角度将纤维从供应罗拉拉出。在根据本发明的纤维供应设备中，分离锡林112沿着与在US-5,321,496A中使用的方向相反的方向旋转。这样产生强劲的打开动作并使杂质与纤维的更好分离。
当纤维样品102分离时，纤维106趋于大多由分离锡林112的突出部114支配性地接合和保持，而纤维样品102的杂质颗粒104趋于大多不被突出部114接合。当突出部114趋于沿着向下方向击打杂质104并且远离由突出部114接合的纤维106时，一些杂质104与纤维106在该点分离。在一些实施例中，突出部114是锯齿结构，并且在其他实施例中，铁突出部114是针刺状。在一些实施例中，锯齿和刺的组合构成突出部114。
在一些实施例中，并且如图3详细描述，突出部114以相对于分离锡林112的表面116成角度α从分离锡林112的圆柱体表面116伸出。角度α大约为50度到90度，并倾向分离锡林112的旋转方向。突出部114的长度为从大约2mm到大约4mm。
在一些实施例中，突出部114在整个分离锡林112的表面116均匀间隔分布。在一些实施例中，突出部114在整个表面116的间隔分布依赖于测试的纤维样品102的类型。例如，对于一种类型的纤维样品102，可以期望将突出部114更间隔开地布置，而对另一种纤维样品102，可以期望将突出部114更紧密地在一起地布置。
再次回到图1，刀片118设置在分离锡林112附近，以便刀片118平行于纵轴并且基本上沿着分离锡林112的整个长度延伸。刀片118定位以便，不携带在突出部114内的杂质104大多从携带在突出部114内的纤维106去除，并且沿着向下方向转向反向流腔120。在一些实施例中，刀片118的边缘设置为非常靠近突出部114的端部。在一些实施例中，刀片118的边缘是笔直的并且不环抱配合突出部114。
一些实施例包括棉绒变流器134，例如由沿着分离锡林112的旋转方向设置的弯曲和平行的金属尖齿制成，其阻止大的材料簇掉落。棉绒变流器134用作过滤器或筛，以帮助阻止纤维106的簇掉落到杂质收集表面126，但让杂质104穿过。在一个实施例中，棉绒变流器134的尖齿互相平行并且沿着空气流的方向弯曲。在一个实施例中尖齿使纤维簇以比大约6毫米大的尺寸变形，使得不会勾住单个纤维106。棉绒变流器134的线的端部在真空源124的附近敞开，以便由棉绒变流器134勾住的材料不会由棉绒变流器134保持，而取代地由真空源124拉去。
反向流腔120提供向上朝向的反向空气流122，其在反向流腔120下部进入反向流腔120（如图1所示），以便空气流122处于向上方向并且基本上与掉落的杂质颗粒104和不由突出部114原始接合的纤维106的行进方向相反。在一些实施例中由真空源124和来自旋转分离锡林112的空气流产生的空气流122的目的在于将该非接合纤维106吹起向分离锡林112下部，以便它们与突出部114接合，或者由来自旋转分离锡林112的空气流携带到真空源124，并且不连续向下通过反向流腔120。向上朝向的空气流122以大约180度改变掉落纤维106的轨迹，从而沿着任何其他方向的空气流，例如水平交叉空气流将仅以不超过大约90度来改变纤维106的轨迹。
为了实现此，空气流122至少在反向流腔120内的分离区域中，在每个位置处具有空气流流速以便到达分离区域的任何纤维106总体上由空气流122向上提升向这些分离锡林112。然而，空气流122的速度总体上不足以阻止重力和可能其他影响，例如动量，将杂质颗粒104向下拉动通过反向流腔120。分离区域处于反向流腔120的中部，像漏斗从反向流腔120的下部延伸到它的上部。在反向流腔120的壁附近中的区域不属于分离区域，因为在该区域的空气流流速太慢不能将纤维106向上提升。
在分离区域内的空气流流速的恰当选择对于杂质和纤维的良好分离是很关键的。为了估算需要的空气流流速，将引入非常简单的模型。我们考虑由均匀材料形成并且具有某种形状和某种尺寸的纤维或杂质颗粒在固定的、层流、同质性和等向性的空气流中朝上流动。空气流在颗粒上施加向上朝向的力，流动阻力，其依赖于空气流流速。我们计算补偿在颗粒上的重力需要的空气流流速v。在具有该“阈值流速”v的空气流中，颗粒将漂浮在相同水平；在阈值流速v以下，颗粒将掉落，而在阈值流速”v以上，它将被提升。根据该模型的阈值流速”v为：
其中：
k是有利于颗粒的几何形状的形状因子，
ρ是颗粒的质量密度，
ρA是空气的质量密度(ρA=1.2kg/m3),
g是重力加速度(g=9.81m/s2)，以及
h颗粒的特征高度，即，相对于空气流方向的颗粒尺寸。
在第一实例中，让我们考虑具有水平方向的轴的圆柱体棉花纤维在空气流中浮动。下面的值应用到该实例：
k=1.3，
ρ=1510kg/m3，以及
h=锡林的直径=20μm。
我们给出阈值速度v=0.57m/s=34m/min。阈值速度v明显与纤维长度无关的。
在第二实例中，我们可以考虑球形泥球，其中
k=3.0，
ρ=1400kg/m3，以及
h=球的直径=0.2mm。
我们给出阈值速度v=2.6m/s=156m/min。
从上述两个实例可以得出，具有20μm直径的棉花纤维和具有0.2mm直径的泥球将在具有在34米/分钟到156米/分钟之间的范围内的空气流流速的竖直反向流中被分离。
由于上述提供的模型可以使用于理论估算需要的空气流流速，因此推荐了根据本发明的装置100关于空气流流速的经验精细调节。经验表明，通过反向流腔120的空气流流速应该可以从大约10米/分钟（0.17米/秒）调节到大约60米/分钟（1.0米/秒），依赖于测试的纤维样品102和准备分离的杂质104的类型。例如，当测试较重的纤维106时，那么空气流122可以以较快的速度通过反向流腔120，以减少发生较重的纤维106掉落通过反向流腔120。另一方面，当测试较轻的纤维104时，那么空气流122可以以较慢的速度通过反向流腔120，以减少发生较轻的杂质颗粒104被向上拉向分离锡林112和真空源124。由旋转分离锡林112给到纤维106和杂质颗粒104的运动能量和动量也可以允许用于确定最佳平均空气流流速。在大多数情况下，分离锡林112的高旋转速度和/或大直径D将需要更高的空气流流速，以减少发生纤维106冲过反向流腔120。用于棉花纤维的优选空气流流速是25米/分钟（0.42米/秒）。
在一些实施例中，真空源124设置在分离锡林112附近。在一些实施例中，控制真空源124来使得在反向流腔120中的空气流122保持稳定。真空源124抽取空气流远离分离锡林112，并且将由突出部114接合的纤维106从分离锡林112分离。真空源124如图1所示相对于分离锡林112的旋转方向设置在刀片118后面。在一些实施例中，真空源124产生空气流122。因此，一个相同的真空源124可以使用来从分离锡林112去除纤维106并且用于产生空气流122。
在如上所述的实施例中，掉落通过反向流腔120的杂质颗粒104然后掉落通过其中空气基本不动的静止腔132，其中没有沿着任何方向的受推空气流。杂质颗粒104落入通过腔132并且落到收集表面126上，落入秤128的托盘。因为反向空气流122，几乎没有或者没有纤维106到达收集表面126。因此装置100实现纤维样品102的纤维106和杂质104的高度成功分离。一些实施例包括用于从托盘126去除杂质104（如果必要，以及纤维106）的杂质真空清扫杆138。静止腔132确保落在收集表面126上的杂质104处于大气压中。因此，它可以容易地收集在秤128上并且被称重。
反向流腔120和静止腔132具有在它们之间的开口，以允许空气进入反向流腔120并且向上流到真空源124。反向空气流122作为过滤自由飞翔的松散纤维106的过滤器使用，以阻止它们掉落到杂质收集表面126。过压源（未示出）例如风机可以设置在反向流腔120和静止腔132之间的开口处，作为用于提供反向空气流的替代或附加部件。
在一些实施例中，通过在它经由杂质分离装置100处理之前测量纤维样品102的质量，并且然后例如通过借由秤128称重收集表面126和放置在其上的杂质104来测量杂质颗粒104的质量，来确定纤维样品102的杂质含量。如期望的，可以计算纤维样品102的总重量的杂质104含量的百分比。在一些实施例中，也可以测量最终由真空源124抽出的纤维106的质量并且在相似计算中使用。在一些实施例中，空气帘板136设置在反向流腔120和静止腔132之间或者在静止腔132和收集表面126之间，并且使用来密封收集表面126以使得在给杂质104称重时空气流122最小。
一些纤维106仍然会到达收集表面126。在一些实施例中，在给收集表面126称重之前，手动地去除这些纤维106。在其他实施例中，利用校正模块130确定在收集表面上的纤维106的重量，校正模块130可视地检测在收集表面126上的纤维106，估算检测的纤维106的重量，并且从在收集表面126上的杂质104和纤维106的混合物的重量中减去估算的重量，从而产生杂质颗粒104的重量。
用于本发明的前述实施例已经提供用于示例和描述之目的。它不是意在排他地将本发明限制到本公开的实践。在前述教导情况下显而易见的修改和变形是可能的。选择和描述这些实施例来努力提供本发明原理和它的实践应用的描述，并且由此使本领域的技术人员能够在各种实施例中与可以期望适于具有应用的各种修改一起使用本发明。所有这些修改和变形落入本发明由当根据它们被忠实地、法律地、和公正地评价的宽度解释时的附属权利要求确定的范围内。

Claims (27)

1.一种用于处理包括纤维(106)和杂质(104)两者的纤维样品(102)的分离装置(100)，所述分离装置(100)包括：
纤维供应设备(108,110)；
分离锡林(112)，其设置在纤维供应设备(108,110)附近用于沿着旋转方向旋转并且从纤维供应设备(108,110)接收纤维样品(102)，所述分离锡林(112)具有圆柱体表面(116)，圆柱体表面(116)具有沿着纵向轴方向延伸的长度(L)，并且具有从圆柱体表面(116)延伸的远端的刚性突出部(114)，所述突出部用于选择性地接合和保持纤维样品(102)的纤维(106)，所述杂质(104)因此沿着基本上向下的方向与所述纤维样品(102)分离，以及
收集表面(126)，用于接收已经从分离锡林(112)落下的杂质(104)，
其特征在于包括：
在分离锡林(112)和收集表面(126)之间的分离区域中用于提供沿着基本上垂直于分离锡林(112)并且朝向分离锡林(112)的下侧的方向运动的反向空气流(122)的部件(120,124)，所述反向空气流(122)在分离区域内的每个位置处具有足以使反向空气流(122)将不由突出部(114)原始保持的纤维(106)吹起向分离锡林(112)的底部并且因此使纤维(106)与分离锡林(112)接合、又不足以阻止重力将杂质(104)拉下通过反向空气流(122)的空气流动速度。
2.如权利要求1所述的分离装置(100)，其中用于提供反向空气流(122)的部件(120,124)包括设置在分离锡林(112)下方的反向流腔(120)，其被侧向限定并且沿着基本上垂直于分离锡林(112)并且朝向分离锡林(112)的下侧的方向敞开，以便反向空气流(122)和杂质(104)能够穿过反向流腔(120)。
3.如权利要求1所述的分离装置(100)，其中用于提供反向空气流(122)的部件(120,124)包括设置在分离锡林(112)附近的真空源(124)。
4.如权利要求1所述的分离装置(100)，其中用于提供反向空气流(122)的部件(120,124)是这样的，在分离区域内的平均空气流速是在10米/分钟到60米/分钟之间。
5.如权利要求4所述的分离装置(100)，其特征在于，所述平均空气流速是25米/分钟。
6.如权利要求1所述的分离装置(100)，还包括用于测量由收集表面(126)接收的杂质(104)和可能混杂到杂质(104)中的纤维(106)的重量的秤(128)。
7.如权利要求1所述的分离装置(100)，还包括校正模块，用于可视地检测在收集表面(126)上的纤维(106)以及从杂质(104)和纤维(106)的混合物的重量减去检测的纤维(106)的估算重量。
8.如权利要求1所述的分离装置(100)，其中纤维供应设备(108,110)包括设置在分离锡林(112)附近的供应罗拉(108)，供应罗拉(108)用于沿着分离锡林(112)的旋转方向旋转并且在供应罗拉运动正切方向基本上与分离锡林运动正切方向基本相反的位置处提供纤维样品(102)给分离锡林(112)。
9.如权利要求1所述的分离装置(100)，还包括设置在分离锡林(112)附近的真空源(124)，真空源(124)用于抽取空气流远离分离锡林(112)的圆柱体表面(116)并且从突出部(114)去除纤维(106)。
10.如权利要求9所述的分离装置(100)，还包括棉绒变流器(134)，其由弯曲和平行尖齿制成，其在旋转方向上沿着分离锡林(112)设置以阻止纤维样品(102)的簇落入收集表面(126)并且以沿着尖齿引导簇并返回到分离锡林(112)和真空源(124)。
11.如权利要求1所述的分离装置(100)，其中分离锡林(112)具有在25cm至80cm之间的长度，以及在10cm至30cm之间的直径。
12.如权利要求1所述的分离装置(100)，其中分离锡林(112)可以在16.7s-1到33.3s-1之间的旋转速度旋转。
13.如权利要求1所述的分离装置(100)，其中分离锡林(112)可以在1000rpm到2000rpm之间的旋转速度旋转。
14.如权利要求1所述的分离装置(100)，其中突出部(114)以倾斜向旋转方向的角度(α)从分离锡林(112)的圆柱体表面(116)延伸。
15.如权利要求1所述的分离装置(100)，其中突出部(114)包括至少一个锯齿或刺。
16.如权利要求1-15之一所述的分离装置(100)，还包括平行于纵轴并且基本上沿着分离锡林(112)的下侧的整个长度延伸、并且设置在突出部(114)的远端附近的刀片边缘(118)，用于选择性地从纤维样品(102)去除不由突出部(114)保持的杂质(104)。
17.如权利要求1-15之一所述的分离装置(100)，还包括设置在分离区域下方的静止腔(132)，静止腔(132)具有基本上不流动的空气，其中在静止腔(132)内没有沿着任何方向的受推空气流。
18.如权利要求16所述的分离装置(100)，还包括设置在分离区域下方的静止腔(132)，静止腔(132)具有基本上不流动的空气，其中在静止腔(132)内没有沿着任何方向的受推空气流。
19.一种用于处理包括纤维(106)和杂质(104)两者的纤维样品(102)的方法，所述方法包括如下步骤：
供应纤维样品(102)到分离锡林(112)的表面上，分离锡林(112)沿着旋转方向旋转并且具有圆柱体表面(116)，圆柱体表面(116)具有沿着纵向轴方向延伸的长度(L)，并且具有远端的刚性突出部(114)从圆柱体表面(116)延伸，
选择性地利用分离锡林(112)接合和保持纤维样品(102)的纤维(106)，
沿着基本向下的方向选择性地从纤维样品(102)去除不由突出部(114)保持的杂质(104)，并且将已经从分离锡林(112)落下的杂质(104)收集在收集表面(126)上，
其特征在于，
所述纤维(106)和杂质(104)利用沿着基本上垂直于分离锡林(112)并且朝向分离锡林(112)的下侧的方向运动的反向空气流(122)收集在分离锡林(112)和收集表面(126)之间的分离区域中，反向空气流(122)在分离区域内的每个位置处具有足以使反向空气流(122)将不由突出部(114)原始保持的纤维(106)吹起向分离锡林(112)的底部并且因此使纤维(106)与分离锡林(112)接合、又不足以阻止重力将杂质(104)拉下穿过反向空气流(122)的空气流动速度。
20.如权利要求19所述的方法，其中在分离区域内的平均空气流速是在10米/分钟到60米/分钟之间。
21.如权利要求20所述的方法，其中在分离区域内的平均空气流速是25米/分钟。
22.如权利要求19-21之一所述的方法，还包括测量收集在收集表面(126)上的杂质(104)和可能混杂到杂质(104)中的纤维(106)的重量。
23.如权利要求22所述的方法，还包括：
利用校正模块(130)可视地检测在收集表面(126)上的纤维(106)，以及
从杂质(104)和纤维(106)的混合物的重量减去纤维(106)的估算重量。
24.如权利要求19至23之一所述的方法，还包括利用设置在分离锡林(112)附近的供应罗拉(108)提供纤维样品(102)给分离锡林(112)，供应罗拉(108)沿着分离锡林(112)的旋转方向并且在供应罗拉运动正切方向基本上与分离锡林运动正切方向基本相反的位置处旋转。
25.如权利要求19至23任意一项所述的方法，还包括抽取空气流远离分离锡林(112)的圆柱体表面(116)并且利用设置在分离锡林(112)附近的真空源(124)从突出部(114)去除纤维(106)。
26.如权利要求19至23任意一项所述的方法，其中分离锡林(112)以16.7s-1到33.3s-1的旋转速度旋转。
27.如权利要求19至23任意一项所述的方法，其中分离锡林(112)以1000rpm到2000rpm的旋转速度旋转。
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