CN1097111C - 由在气流中喂送的长纤维形成纤维球的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由在气流中喂送的长纤维形成纤维球的装置。该装置包括定子室(1)，固定一框架上，具有圆形横截面和内壁(1’)；同轴设置在定子室内的转子(2)，也具有圆形横截面，绕其轴(3)旋转，转子的外围上具有以相同圆周距并距离定子(1)的内壁(1’)一小间隙设置的多个径向翼片(12、12’)，以便形成环形中间间隔(14)，该间隔(14)在定子(1)的内壁和转子(2)的翼片(12、12’)之间在转子轴向长度上延伸。此外，装置(8-10)固定于框架(4)，并与转子(2)的轴(3)运转连接，以便旋转该转子；另外，该装置还包括位于定子室(1)一端的入口(5)和位于定子室(1)相对端的出口(7)，以便吸去和分离在所述中间间隔(14)内形成的纤维球中的空气。根据本发明，定子室(1)和转子(2)基本是圆锥形的，并且它们可共同设置在轴向，以便调整所述中间间隔的宽度，而不必为了调整翼片(12、12’)从定子室(1)内拆下转子(2)。

Description

由在气流中喂送的长纤维形成纤维球的装置

本发明涉及由在气流中喂送的长纤维形成纤维球的装置，特别是涉及一种具有包括圆形横截面的定子室的装置，在定子室中同轴设置一个也具有圆形横截面的转子，该转子绕其轴线转动，其周边具有多个与定子内壁相距较小间隙的沿圆周分布的径向翼片，由此，由空气流喂送的纤维由位于定子室一端的开口导入所述间隙，并通过位于定子室相对端的开口进行分离，以便从空气流中分离出纤维球。

纤维一般用于家具装饰的填料。为了尽可能使家具装饰物松软，常常将纤维制成具有相当光滑表面的纤维球，使纤维球具有弹性并能彼此相互移动，以便形成尽可能松软的填料料。由在气流中喂送的开松纤维形成球的装置已经公知了。由于表面摩擦，在气流中喂送的开松纤维彼此附着形成不同形状和大小的絮状物。这些絮状物并不象有纤维端伸出的那样适于作填充材料，有纤维端伸出的易于附着在由其它絮状物伸出的纤维上。因此，絮状物最好形成毛球状。

例如这样的毛球形成装置已由美国专利US4747550和US5429783公开。在这些公知的装置中，在气流中喂送的开松纤维在由圆筒形定子室的内壁和同轴设置在定子内的转子的外围之间形成的中间间隔中形成毛球。多个横向圆盘彼此间隔地设置在转子轴上，圆盘的外缘上有以相同圆周距固定的径向翼片，该翼片具有距离定子室内壁一小间隙的外缘，将空气和纤维喂送到定子室的下部并由此向上吹，当在该中间间隔内向上喂送纤维时，纤维在翼片的外缘和定子室的内壁之间形成的中间间隔内形成毛球。然后将纤维球由定子室的上部吸入旋风分离器，将纤维球从喂送空气中分离出来。

在这些装置中，翼片的外缘和定子室的内壁之间的间隙一般为4mm，但是，根据所要加工的纤维的长度和其它特性可以加大该间隙。但是，在这些装置中，不便于改变间隙，要改变间隙则很耗时。为了调整翼片，必须打开定子室，并从定子室中拆出转子，然后松开每片翼片的紧固件，调整后再紧固。在多级内设置这些翼片，并且每一级包含多个翼片，因此显然翼片的调整工作非常需要技巧，并且很费时。

本发明的目的是，克服上述缺点，提供一种由权利要求1前序所述的由在气流中喂送的纤维形成纤维球的装置，该装置是新颖和独创的，其中定子室和转子基本是圆锥形的，并且共同设置在轴向上。

采用根据本发明的技术解决方案，定子室的内壁和转子的翼片之间的中间间隔可以以快速简单的方式进行调整，因此适用于各种纤维等级，而不必打开定子室以从定子室中拆除转子，并且不必松开、调整和再紧固翼片，也不必再将转子装入定子室内和关闭定子室。由于定子室和转子的组合体是圆锥形状，则当定子室和/或转子在轴向移动时使所述中间间隔改变。该中间间隔变化越大，则圆锥角越大，并且轴向位移越大。

在本发明较佳实施例中，翼片设置在多个轴向级上，使一级上的翼片相对一相邻级或多相邻级上的翼片在圆周方向移置。相对于下一级上的翼片的移置角度最好是3至5度，例如4度。

此外，在不同级上的翼片最好由圆形盘彼此分隔开，圆形盘横切转子轴，上圆形盘具有的半径基本小于其下面的转子的半径长。这些技术具有特别的优越性并利于由细长纤维形成球。翼片一般在转子圆周方向具有20度的相同间距，翼片最好设置在4至6级上，例如在5级上。

在本发明的最佳实施例中，定子室和转子的组合体基本位于垂直位置并向下伸展，入口位于定子室的上端。由于定子室和转子的组合体为圆锥形，则当气流以螺旋方式向着定子室和转子的圆锥形组合体的较宽端传播时，气流进行加速，在定子室的内壁和转子之间的中间间隔内形成所谓的龙卷风效果。随着圆周间隙增大，气流的流速增大，但是同时，旋转一转的时间保持基本不变。随着气流流速的增大，其压力会相应下降，换句话说，在定子室和转子的组合体的端部之间形成压力差，该压力差力图将气流组合压向具有较大直径的组合体端。当定子室和转子的组合体处于基本垂直位置并向下伸展时，上述效果借助于重力，有效保证小纤维球向位于组合体下端的出口移动。

已经发现，当对在旋转方向看到的翼片尾侧上的外缘倒斜角时，对球的形成特别有效，翼片的倒斜角最好大约为5至45度。

此外，采用在定子室外壳内的加热元件并采用绕外壳下端的内壁伸展的窄搁架，可以对球的形成更有效，最好采用加热元件覆盖该外壳。

在开口和定子室的下端之间最好至少有一收集漏斗，用于接收纤维球。该漏斗最好与一负压源连接，用于以本来公知的方式从漏斗中取出纤维球，然后将纤维球从喂送空气中分离出来。

在入口和定子室之间还可设置穿孔的分离室，以便在将纤维喂送到所述中间间隔之前，从包含气流的纤维吸出过量空气。

转子最好相对于定子室轴向设置，使中间间隔为4至10mm。最好选定定子室和转子的组合体的圆锥角，使得在转子和定子室之间10mm的轴向位移对应于大约为0.1至0.5mm的例如为1mm的中间间隔内的变化。

转子的旋转速度最好采用无级方式控制。

设计根据本发明的装置，以便迅速和容易调整该装置以适合不同长度和质量的纤维。

为了延长停留时间，可依次连接多个本发明装置，最好分别控制每个装置的旋转速度。

下面参照附图详细说明本发明，其中：

图1是本发明最佳实施例的部分剖视图；

图2是同一装置的不包括其上部的后视图；

图3a和3b是定子室和轴向调整在不同位置的转子组合体的垂直横剖面视图；

图3c和3d是图3a的详视图；

图4是定子的顶视图；以及

图5是具有外部装置的图1所示装置的部分剖视图。

在图1和图2中，该装置的框架一般由标号4表示。在框架4上可拆卸地安装一基本垂直的具有截头圆锥形状的定子室1，使该室锥体直立，由此定子室的外壳包含电加热电阻元件23，已经知道电子元件23大大促使球形成。在定子室1内设置有围绕垂直轴3旋转的转子2，转子的形状与定子室1的形状相同，但是低于定子室。转子2还可轴向调整，以便根据要形成球的纤维的长度和其它特性，调整定子室1的内壁1’和转子2的外围之间的中间间隔14的宽度。没有更详细显示控制装置的位置，因为这样的装置为本领域的普通技术人员所熟知，并且在工业上是很普通的。网漏斗6设置在具有入口5的定子室1的上端，入口5位于上部，用于将由输送气喂送的开松的纤维导入定子室1，以及在此之前通过网漏斗6中的孔排出过量的空气。在定子室1的下端还有由绕其内壁1’伸出的窄搁架24，已知该窄搁架可改善毛球的形成。在定子室1下端的下面，有两个漏斗11固定于框架4，漏斗11的下端具有开口7，用于吸出纤维球和喂送空气，并将纤维球和空气导入已公知的旋风分离器(未示)，以便回收纤维球。在转子2的轴3上还有上轴承15和下轴承16(如图3a和3b所示)，此外，在轴3的下端有皮带轮10，具有皮带轮的转子轴通过皮带9与固定于框架4的驱动机构8旋转连接，以便绕轴3旋转转子2。

图3a和3b更详细地显示了定子室1和转子2的组合体。在图3a中，转子2位于较高位置，而在图3b中，为了增加中间间隔14，转子2位于较低位置。可以看到定子室1和转子2的圆锥角是相同的，但是转子2低于定子室1。

转子2相对于轴3由横向圆盘13以相同轴距分隔成5级，在上面的圆盘的直径小于其它圆盘，更详细的结构见图4。翼片12、12’固定在圆盘13之间，使其垂直于轴3，并径向远离轴3，使翼片的外缘端与定子室1的内壁1’相隔一小间隙。在每一级内有18个翼片12、12’，结果在翼片之间形成20度的角。此外，一级内的翼片相对于下一级上的翼片横向移置，因此各级之间的移置角度是4度，详细见图4。

图3c和3d所示的上一级翼片12稍稍不同于下一级翼片12’，其具有在尾侧上倒斜角的外缘，如箭头所示的旋转方向上所示，已经发现其特别利于促进球的形成。倒斜角最好约为30度。

当转子20绕其轴3旋转时，在定子室1内在转子和定子室1的内壁之间产生向下的螺旋流，当螺旋流向下流动时，流速增大，这是由于即使一个旋转所要求的时间基本上保持相等，一个旋转的距离也会增大。因此，螺旋流的压力升高，从而在中间间隔14的上下端产生压力差，压力差有助于气流向着漏斗11向下喂送纤维和纤维球。

图5显示了根据具有在其前后的外部装置的本发明的装置。在图5中，该撕破(tearing up)纤维束的装置一般由标号17表示，开松纤维落到称重装置18上，预定重量纤维料从这儿沿管19吹送到定子室1上部的入口5。

纤维球从漏斗11下部的出口7沿管20导向枕头或相应制品的填料装置，此填料装置一般由标号21表示。填料装置21最好为连续工作的装置，其至少具有两个填料工位，纤维球交替供给各工位。通过设置在填料工位后的吸气装置抽吸空气并穿过要填料的盖，以便从纤维球中吸出喂送空气。

显而易见，本发明不限于附图所示的实施例，本发明可在由附加的权利要求限定的范围内任意变化。例如转子内的翼片的数量、形状和位置以及级数可任意改变。定子室和转子的组合体还有可能向上扩展，因此出口位于定子室的上端，而入口位于其下端。该技术方案易于控制球的形成。定子室和转子的组合体的圆锥角还可以是不同于图中所示的角度，定子室的内壁不必非常笔直，可以以与转子的外围相同的方式微微凸起或凹下。但是，考虑到制造工艺，则内壁笔直是有益的。

Claims (17)

1.一种由在空气流中喂送的长纤维形成纤维球的装置，其中该装置包括：

框架(4)；

定子室(1)，固定在该框架上，具有圆形横截面和内壁(1’)；

转子(2)，也具有圆形横截面，同轴设置在该定子室(1)内，绕其轴(3)旋转，转子具有以相同圆周距并距离定子(1)的内壁(1’)一小间隙设置其圆周上的多个径向翼片(12、12’)，以便形成环形中间间隔(14)，该间隔(14)在定子(1)的内壁和转子(2)的翼片(12、12’)之间在转子轴向长度上延伸；

装置(8-10)，固定于框架(4)，并与转子(2)的轴(3)连接，以便旋转该转子；

入口(5)，位于定子室(1)的一端，用于随着在轴(3)方向上螺旋传播的湍流将由气流喂送的纤维导入所述的中间间隔(14)；

出口(7)，位于定子室(1)的相对端，以便吸去和分离在所述中间间隔(14)的形成的纤维球中的空气。

其特征在于：定子室(1)和转子(2)基本上是圆锥体，并且它们可共同设置在轴向。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：翼片(12、12’)轴向设置在多级上，使一级上的翼片相对一相邻级或多相邻级上的翼片在圆周方向横向移置。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：翼片(12、12’)相对于下一级上的翼片在3至5度的角内移置，最好是4度的角。

4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于：在不同级上的翼片(12、12’)由圆形盘(13)彼此分隔开，圆形盘(13)相对于转子(2)的轴(3)是横向设置的。

5.如上述任一权利要求所述的装置，其特征在于：一级上的翼片(12、12’)与相邻翼片成20至40度的角。

6.如权利要求2、3、4或5所述的装置，其特征在于：在4至6级上有翼片(12、12’)。

7.如上述任一权利要求所述的装置，其特征在于：定子室和转子(1、2)组合体是处于基本垂直的位置并向下伸展，此处的入口(5)位于定子室(1)的上端。

8.如上述任一权利要求所述的装置，其特征在于：由旋转方向看时，至少翼片(12’)的一部分在其尾侧上的外缘倒斜角。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：由旋转方向看时，一级上或多级上的所有翼片(12’)在其尾侧的外缘倒斜角。

10.如上述权利要求7和9所述的装置，其特征在于：在旋转方向看时，至少两个最下级上的所有翼片(12’)在其尾侧的外缘倒斜角。

11.如上述权利要求8至10任一个所述的装置，其特征在于：翼片(12’)的倒斜角约为5至45度。

12.如上述任一权利要求所述的装置，其特征在于：在定子室(1)的外壳内具有加热元件，最好是加热电阻(23)。

13.如上述权利要求7至12任一所述的装置，其特征在于：窄搁架(24)绕定子室(1)的外壳下端的内壁(1’)延伸。

14.如上述权利要求7至13任一所述的装置，其特征在于：在开口(7)和定子室(1)的下端之间，至少有一个用于接收纤维球的漏斗(11)，漏斗(11)最好与一负压源相连，用于从漏斗中取出纤维球，并将纤维球从喂送空气中分离出来。

15.如上述任一权利要求所述的装置，其特征在于：转子(2)相对于定子室(1)轴向设置，使中间间隔(14)为4至10mm。

16.如上述任一权利要求所述的装置，其特征在于：定子室和转子(1、2)组合体的圆锥角使转子(2)和定子室(1)之间10mm的轴向位移对应于0.5至1.5mm最好是1mm的中间间隔(14)内的变化，

17.如上述任一权利要求所述的装置，其特征在于：为了延长停留时间，可将多个该装置依次连接，最好是分别控制每个装置的转速。

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