CN106733232A - 一种废纺纤维离心式分离机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种废纺纤维离心式分离机，包括主机架、回转机架、叶轮组件、机罩组件；主机架包括台阶盘式分拣台，每一级分拣台都设置有出料口和输送带；回转机架包括旋转的回转机架臂，回转机架臂底部连接有平台集料板，平台集料板刮扫台阶盘式分拣台上的物料进入出料口；叶轮组件包括分拣主叶轮，分拣主叶轮底部设置气流压力嘴，气流压力嘴对着分拣主叶轮的底部边缘吹气。本发明利用叶轮的离心作用和气流喷吹作用，克服物料自身的重力作用，使物料做空中抛撒运动，利用在空中抛撒的时间实现分类下落，并且利用不同高度的分拣平台和输送带，实现了抛落物料的分类收集，实现了废纺纤维的分类分离。

Description

一种废纺纤维离心式分离机

技术领域

本发明涉及纺织纤维处理设备，特别涉及一种离心式纤维分离机。

背景技术

在棉纺工程前期的纺织原材料生产中，对纺织纤维的分离需求并不迫切。无论是棉类、麻类、丝类、化纤类和再生类纤维，它们在前纺原材料生产过程中都是针对同类材质纤维进行加工和生产。我国棉纺技术在棉纤维的开松、梳理生产中，仅解决棉纤维的粉尘和短纤维、除籽、棉杂质等的分离技术，不能对纤维品质和物理长度进行分离和分级。即使在异纤分离的专用技术中，也仅是解决除微尘、金属颗粒分离，异物和重物分离，或者是异色、异纤检测和分离，没有解决纤维物理属性、单纤维长度的分离和分级问题。

针对废旧纺织物和废旧服装的再生纤维，按照纤维物理属性、单纤维长度进行分离、分级，目前现有技术是一块空白。在现有棉纺织技术的前纺设备中，只有纺织清弹机，经纬纺织机械JWF1053型除微尘机和FA系列的纺织纤维去微尘机。清弹机的工作原理是具有全孔状圆筒过滤短纤维，纺织原料经开松后进入清弹机尘笼圆筒表面，串联尘笼同时同方向随轴心转动，每个尘笼内筒设置为负压风系，纺织原料在尘笼表面经过负压“风口”段时，原料中的粉尘和短纤维穿过尘笼网孔被负压风系带走，达到除杂、纤维分离目的。经纬纺织机械JWF1053型和FA型除微尘机，工作原理是抛料吸尘，纺织原料在工作箱中由风管抛落原料，抛料承接板为网孔过滤板，网孔板后为负压风室，当原料抛落时，原料中的粉尘和短纤维随网孔负压风系带走，达到除杂、短纤维分离目的，这两款典型设备工作原理相同，只有除微尘功能，无法实现单纤维长度分级和分离。

发明内容

本发明着力于解决现有技术之不足，提供一种废纺纤维离心式分离机，该机器利用叶轮转动，混合纤维在叶轮离心力作用下，不同纤维材质重量、不同纤维绒束重量获得的动能和势能不同，纤维和纤维束在空中抛送、漂动的距离不同，自由落体位置也不同从而获得了区分和分离。该机器针对废旧纺织物、废纺服装原料进行再生后获得的再生纤维，采用物理方法实现纤维品质、纤维物理属性和单纤维长度有序分离和归类，提高了再生纤维的适纺价值，对再生纤维应用与推广具有深远意义。

本发明解决以上技术问题所取的技术方案如下：一种废纺纤维离心式分离机，其特征在于：包括主机架、回转机架、叶轮组件、机罩组件；

所述主机架包括台阶盘式分拣台，在每一级分拣台顶面都设置有出料口、每一级分拣台里部都设置有输送带；

所述回转机架包括做旋转运动的回转机架臂，所述回转机架臂设置于所述台阶盘式分拣台上方，在所述回转机架臂底部连接有平台集料板，所述平台集料板刮扫所述台阶盘式分拣台上的物料；

所述叶轮组件设置于所述主机架及回转机架的上方，包括做旋转运动的分拣主叶轮，在所述分拣主叶轮底部设置气压风管及气流压力嘴，所述气流压力嘴对着所述分拣主叶轮的底部边缘吹气；

所述机罩组件上设置有原料输送管、原料落料口、负压粉尘风管、粉尘滤网，所述原料输送管末端连接原料落料口，所述原料落料口位于所述分拣主叶轮上方。

进一步地，所述台阶盘式分拣台至少有三级，中心每一级分拣台最高，最外一级分拣台最低。

进一步地，所述回转机架臂，绕旋转中心对称设置为两组，或均分为三组。

进一步地，所述平台集料板对应于所述台阶盘式分拣台也分级，每一级平台集料板对应一级分拣台。

进一步地，所述平台集料板为柔性刮板，或硬性刮板，或毛刷。

进一步地，所述气流压力嘴自气压风管上分散地接出几个，沿所述分拣主叶轮周向均匀性分布。

进一步地，所述分拣主叶轮包括叶片、叶轮、叶轮轴，所述叶轮轴安装在主叶轮动力轴上，由电机驱动旋转；所述废纺纤维物料落于所述叶片上时，受到叶片旋转离心力作用，物料自身的重力作用，气流压力嘴的向上气体压力作用，所受合力呈现为斜向上向外的方向，做三维空间抛物运动。

进一步地，所述叶片，为弯曲型，在叶轮上的弯曲方向与叶轮旋转方向相反。

进一步地，所述叶片，由径向外端到径向内端，厚度渐缩；由径向外端到径向内端，上边缘呈弧形渐缩。

进一步地，所述粉尘滤网设置于机组外罩内上部空间，所述负压粉尘风管设置于所述机组外罩顶部，连通于所述机组外罩内上部空间。

与已有技术相比，本发明显著的有益效果体现在：1.设备结构简单，能耗小，分拣产能大(1—2吨/时)，分拣效率高。2.由于设置了不同高度的分级分拣台，可以分类接收不同重量的物料，并通过集料板刮至各自分拣台的出料口，由输送带分类运走。3.利用叶轮的离心旋转作用和气流喷吹作用克服物料自身的重力作用，使物料做空中抛物运动，发生抛甩扬撒，利用在空中抛撒的时间可实现分类。4.利用叶轮组件、回转机架、气流喷嘴的同步动作加之控制速度和力度，以及负压吸尘作用，同步实现了物料的分类分离及收集。5.特殊的叶片设计，也为物料的空中抛物运动带来了有益效果。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明设备的立体结构剖视图；

图2为主机架和回转机架结构俯视图；

图3为主机架主视结构图(含部分剖视)；

图4为回转机架主视结构图(含部分剖视)；

图5为分拣平台出料口和输送带布置图；

图6为叶轮组件主剖视图；

图7为分拣主叶轮与气流压力嘴的位置关系图；

图8为分拣主叶轮结构图；

图9为叶片俯视图；

图10为叶片立体图；

图11为机罩组件结构图。

Ⅰ-主机架、Ⅱ-回转机架、Ⅲ-叶轮组件、Ⅳ-机罩组件、1-主机架立柱、2-1#分拣平台、3-2#分拣平台、4-3#分拣平台、5-主机架挡、6-分拣主叶轮、7-1#平台出料口、8-1#分拣输料带、9-2#平台出料口、10-2#分拣输料带、11-3#平台出料口、12-3#分拣输料带、13-回转臂外立柱、14-回转臂机座、15-动力支柱、16-1#输料带进口、16’-1#输料带出口、17-2#输料带进口、17’-2#输料带出口、18-3#输料带进口、18’-3#输料带出口、19-回转机架臂、20-1#平台集料板、21-2#平台集料板、22-3#平台集料板、23-回转臂传动齿系、24-回转臂动力源、25-主叶轮动力轴、26-气流压力嘴、27-气压风管、28-叶片、29-叶轮、30-叶轮轴、31-输送管、32-原料落料口、33-负压粉尘风管、34-粉尘滤网、35-机组外罩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，其中附图构成本申请一部分，但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。

该机器是利用了特殊结构设计形成的特有离心作用，而获得了混合再生纤维的分类，可以实现四类纤维分离，即：一类纤维、二类纤维、三类纤维和废纺粉尘分离。

通过图1、2所示可知，该机器主要包括四组部件：主机架Ⅰ，回转机架Ⅱ，叶轮组件Ⅲ，机罩组件Ⅳ。回转机架Ⅱ在主机架Ⅰ之上，叶轮组件Ⅲ位于主机架Ⅰ、回转机架Ⅱ的共同中心处，三者具有相同的回转中心。

通过图1、图2、图3、图5所示可知，主机架Ⅰ，由主机架立柱1、1#分拣平台2(含1#平台出料口7、1#分拣输料带8、1#输料带进口16、1#输料带出口16’)、2#分拣平台3(含2#平台出料口9、2#分拣输料带10、2#输料带进口17、2#输料带出口17’)、3#分拣平台4(含3#平台出料口11、3#分拣输料带12、3#输料带进口18、3#输料带出口18’)等组成。1#分拣平台2、2#分拣平台3、3#分拣平台4以主机架立柱1为中心，呈现为逐渐外扩的台阶盘形式，1#分拣平台2最高，3#分拣平台4最低。每个平台上都有分拣输料带、输料带进出口和出料口，输料带从平台内部穿过，输送带位于出料口的下方，能够接住从出料口落下的料，并运送走。在分拣平台的最外围(图中也就是3#分拣平台的最外围)，设置有主机架挡5，用于挡住散落的物料。

进一步地，考虑三个平台分拣后纤维原料、输送设备、输送空间互相不干涉，预留纤维打包设备位置，三个分拣平台上输送带的输送方向是依次互为反方向的。

通过图1、图2、图3、图4所示可知，回转机架Ⅱ，由回转臂外立柱13、回转臂机座14、回转机架臂19、1#平台集料板20、2#平台集料板21、3#平台集料板22，回转臂传动齿系23、回转臂动力源24等组成。回转机架臂19连接在回转臂外立柱13上，回转臂机座14上安装回转臂动力源24(电机)和传动齿系23，回转臂传动齿系23在回转臂动力源24的带动下驱动回转臂外立柱13旋转，从而带动回转机架臂19旋转。

回转机架臂19自回转中心向外延伸，对应于主机架分拣平台也呈现为台阶式，直至延伸到主机架最外部的3#分拣平台4边缘。进一步地，所述回转机架臂19可以在分拣平台上设置一组，两组或三组，至少有一组。1#平台集料板20、2#平台集料板21、3#平台集料板22，对应于分拣平台的位置挂接在回转机架臂19的底部。进一步地，1#平台集料板20、2#平台集料板21、3#平台集料板22，可以为柔性刮板，或硬性刮板，也可以为毛刷。伴随着回转机架臂19的旋转，各个平台集料板同步旋转，刮拨各个分拣平台上的物料进入相应的出料口。

通过图1、图3、图6-图10所示可知，叶轮组件Ⅲ，由分拣主叶轮6、主叶轮动力轴25、气流压力嘴26、气压风管27以及动力支柱15等组成。动力支柱15穿设在回转臂机座14的中心(也就是整个机器的回转中心，如图3所示)，支撑着主叶轮动力轴25以及气压风管27。分拣主叶轮6包括叶片28、叶轮29、叶轮轴30，叶轮轴30安装在主叶轮动力轴25上；主叶轮动力轴25位于动力支柱15中心，由电机驱动旋转。分拣主叶轮6位于旋转中心；气压风管27端部连接气流压力嘴26，气流压力嘴26朝上，对着分拣主叶轮6的底部边缘。进一步地，气流压力嘴26自气压风管27上分散地接出几个，且最佳为沿分拣主叶轮6周向均匀性分布。

通过图1、图11所示可知，机罩组件Ⅳ，由原料(混合纤维)输送管31、原料落料口32、负压粉尘风管33、粉尘滤网34、机组外罩35等组成。原料输送管31末端连接原料落料口32，原料落料口32对着分拣主叶轮6上方；负压粉尘风管33设置于机组外罩35顶部，用于废纺粉尘的输出；粉尘滤网34位于机组外罩35内部上方空间，用于隔离长纤维，过滤掉粉尘。

工作时，混合废纺再生纤维由原料输送管31输入，经原料落料口32自由落下，此时分拣主叶轮6高速旋转，同时气流压力嘴26提供向上风力。在重物作用、气流喷吹作用、旋转作用下，分拣主叶轮6的叶片水平受力分析如图9所示，水平方向所受合力R1为运动切向力F1和离心力F2的合力；叶片受重物作用的垂向受力分析如图8所示，合力R2为水平合力R1和重物竖直向下重力F3的合力；叶片受气流作用的垂向受力分析如图7所示，合力R3为水平合力R1和竖直向上的气流喷力F4的合力。综合重物和气流的作用，如果气流喷力F4大于重物重力F3，则重物落到叶片上时所受合力就是斜向上向外的力(接近于R3方向)。

在气流喷力控制合适的情况下，混合纤维在合成受力作用下，斜向上45°作三维空间抛物运动，最大程度向远距离抛送，混合纤维的运动轨迹，相似于“阿基米德”螺旋线，混合纤维在空中停留时间最长、抛送距离最远，依靠纤维自身不同质量的自由落体，自动分散在1#、2#、3#三个不同的分拣平台上。其中，自由单体纤维经叶片抛送后，受叶片合成力作用，不同重量、不同体积、不同长度，具备不同动能和势能，自由散落在1#、2#、3#三个不同的分拣平台；混合纤维中的棉绒束、棉绒团，经叶片抛送后，受叶片合成力作用，绒团中较大质量纤维具有较大动能和势能，并沿螺旋线自行“解散”、“解离”、“分离”、“分散”，自由散落在1#、2#、3#三个不同的分拣平台；混合纤维中的杂物、异物、未经开松的纺织结块、编织块，经叶片抛送后因获得叶片的动能和势能最大，离心力最大，运动距离最远，这部分杂物、异物散落在3#分拣平台。混合纤维中的粉尘经叶片抛送后，因质量最轻，废纺粉尘停滞和漂浮在分拣主叶轮上部，机组外罩顶部设置负压粉尘风管33，废纺粉尘在负压作用下，透过粉尘滤网34带至负压粉尘风管33。

经分离后落入各分拣平台(1#、2#、3#)的纤维在回转机架臂19作用下，各平台集料板(1#、2#、3#)同时集合各分拣平台上的纤维，并由各自的分拣平台出料口，导入各分拣输料带上，输料带将分拣后纤维原料输出机组外部，从而达到废纺混合纤维的四个等级分离和分类。

本发明中，分拣主叶轮6的叶片28采用了新设计，首先，如图9所示，采用改制的“后向型离心叶片”，叶片28的扭曲方向是朝叶轮反转方向弯曲，如图9中叶轮为逆时针旋转，则叶片为顺时针方向弯曲。其次，叶片28材质采用方纶1313芳香族聚酰胺纤维编织物，选用特定氧化剂进行超薄叶片模具热压定型。经过机械精密加工，叶片具有柔性复合材料特制的性能，柔性变量大，叶片对再生纤维损伤小，表面摩擦系数小，且自身材质具有高强度、高模量特性，耐磨、耐高温、耐变形等特点。实践运用中如防弹衣，特种防护服等产品。再次，优越如图9、10所示，叶片形状为异形设计，从叶轮俯视看，它是一厚度由叶端部到叶根部渐薄；从正面看，叶片上边缘是由叶端部到叶根部呈弧形渐收，根部弧形切线角大约为45°。

以上设计，混合纤维进入叶片时，承受叶片压力较小，纤维流动阻力最小，叶片对纤维损伤最小，混合纤维可以“适时”、“柔和”获得叶片离心动能，并以45°最佳角度离开叶片。所述叶端部，是指叶片的径向外端；叶根部，是指叶片的径向内端。

综合所述实施例，本发明利用分拣主叶轮6的离心旋转作用，加之在边沿设置向上的气流压力嘴26，使纤维在气流合力作用下呈向上45°角度向外抛送，抛送距离远，纤维停留空中时间更长，分拣效果更好。通过控制分拣主叶轮6的转速，控制气流压力嘴26的压力，控制负压粉尘风管33的负压值，可适应包括废纺混合纤维、纺织纤维和纺织原料的分级、除杂、除异物、除防尘等功能，应用范围广。此外，在叶片上采用改制的“后向型离心叶片”对纺织原料施加旋转离心力，混合纤维依据自身纤维质量，自身离心动能和势能，沿“阿基米德”螺旋线运动轨迹在空中自由落体，不同纤维属性实现自动分离，分级。针对纤维物的空中抛撒状态，设置三级分拣平台(1#、2#、3#)，自由落体纤维经回转机架臂19转动、带动三级平台集料板(20、21、22)收集相应分拣平台上的纤维，经各分拣平台出料口以及各平台分拣输料带将纤维输出，实现了混合纤维自动输送原料、纤维自动分拣，分级纤维自动收集、分级纤维自动输出的全自动生产。

尽管以上对设备的实施方式作了较详细的介绍，但也仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种废纺纤维离心式分离机，其特征在于：包括主机架、回转机架、叶轮组件、机罩组件；

所述主机架包括台阶盘式分拣台，在每一级分拣台顶面都设置有出料口、每一级分拣台里部都设置有输送带；

所述回转机架包括做旋转运动的回转机架臂，所述回转机架臂设置于所述台阶盘式分拣台上方，在所述回转机架臂底部连接有平台集料板，所述平台集料板刮扫所述台阶盘式分拣台上的物料；

所述叶轮组件设置于所述主机架及回转机架的上方，包括做旋转运动的分拣主叶轮，在所述分拣主叶轮底部设置气压风管及气流压力嘴，所述气流压力嘴对着所述分拣主叶轮的底部边缘吹气；

所述机罩组件上设置有原料输送管、原料落料口、负压粉尘风管、粉尘滤网，所述原料输送管末端连接原料落料口，所述原料落料口位于所述分拣主叶轮上方。

2.根据权利要求1所述的废纺纤维离心式分离机，其特征在于：所述台阶盘式分拣台至少有三级，中心每一级分拣台最高，最外一级分拣台最低。

3.根据权利要求1所述的废纺纤维离心式分离机，其特征在于：所述回转机架臂，绕旋转中心对称设置为两组，或均分为三组。

4.根据权利要求1或2或3所述的废纺纤维离心式分离机，其特征在于：所述平台集料板对应于所述台阶盘式分拣台也分级，每一级平台集料板对应一级分拣台。

5.根据权利要求4所述的废纺纤维离心式分离机，其特征在于：所述平台集料板为柔性刮板，或硬性刮板，或毛刷。

6.根据权利要求1所述的废纺纤维离心式分离机，其特征在于：所述气流压力嘴自气压风管上分散地接出几个，沿所述分拣主叶轮周向均匀性分布。

7.根据权利要求1或6所述的废纺纤维离心式分离机，其特征在于：所述分拣主叶轮包括叶片、叶轮、叶轮轴，所述叶轮轴安装在主叶轮动力轴上，由电机驱动旋转；所述废纺纤维物料落于所述叶片上时，受到叶片旋转离心力作用，物料自身的重力作用，气流压力嘴的向上气体压力作用，所受合力呈现为斜向上向外的方向，做三维空间抛物运动。

8.根据权利要求7所述的废纺纤维离心式分离机，其特征在于：所述叶片，为弯曲型，在叶轮上的弯曲方向与叶轮旋转方向相反。

9.根据权利要求7或8所述的废纺纤维离心式分离机，其特征在于：所述叶片，由径向外端到径向内端，厚度渐缩；由径向外端到径向内端，上边缘呈弧形渐缩。

10.根据权利要求1所述的废纺纤维离心式分离机，其特征在于：所述粉尘滤网设置于机组外罩内上部空间，所述负压粉尘风管设置于所述机组外罩顶部，连通于所述机组外罩内上部空间。