CN110396727B - 一种牛角瓜纤维提取装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种牛角瓜纤维提取装置，微波箱上设有用于连接吹风装置出风端的第一进风孔和第一出风孔；微波箱内设置微波发生器和转轴；转轴传动连接驱动装置且连接旋转托盘；旋转托盘上方设有防爆网罩；复合式纤维收集箱内设有的第一网孔板和第二网孔板用于将复合式纤维收集箱内部依次分为第一过滤仓、第二过滤仓和收集仓；第一过滤仓上的第二进风孔与第一出风孔连接；收集仓上的第二出风孔连接吸风装置的进气端。本发明还提出了牛角瓜纤维提取装置的使用方法。本发明通过微波的作用使牛角瓜果实内部的水分子高速运动，产生气压并使果实爆破，之后通过吹风装置和吸风装置将纤维吸入到复合式纤维收集箱，从而将纤维进行有效分离获得纯净的牛角瓜纤维。

Description

一种牛角瓜纤维提取装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及牛角瓜纤维提取技术领域，尤其涉及一种牛角瓜纤维提取装置及其使用方法。

背景技术

牛角瓜纤维是从牛角瓜果实的种子冠毛上生长出来的一种天然植物纤维，是一种有待开发的新型纺织纤维原料。牛角瓜与棉同属种子纤维，但获取牛角瓜纤维和棉纤维的方法却截然不同，获取牛角瓜纤维必须采摘鲜果，鲜果需要经过干燥开裂，才便于将纤维与果壳和籽、囊分离。且牛角瓜纤维与种子、囊之间有较强的粘附力，干燥的植物性囊片又极易碎裂而粘附于纤维，不易分离，给纤维的提取和净化带来困难；牛角瓜纤维具有强力低，脆弱易碎的特性，薄壁大中空结构，轻质易漂浮，且植物性的囊片极易碎裂，机械外力击打除杂容易造成纤维和囊的破损。

中国专利授权公开号为CN203065661U，公开的一种纺纱用牛角瓜纤维囊籽分离专用除杂装置用于解决牛角瓜纤维、囊和籽分离难的问题；上述装置利用纤维囊籽的物理质量差异采用气流分离除杂，但是上述装置在使用时仍然需要给棉罗拉握持住金属片打手进行除杂，得到的纤维含杂率在3％左右，且纤维会出现击打损伤，无法得到纯净度高，质量高的纤维。

中国专利授权公开号为CN203393269U，公开的牛角瓜纤维分离设备用于提取牛角瓜纤维；上述装置采用烘干、破壳以及纤维分离技术获得洁净度高的纤维，上述装置使用破壳主轴和破壳爪的相互作用，机械破壳效率高且不会切断纤维，但是破壳筒内相互作用过多会对纤维造成刮擦和磨损，影响纤维质量，不利于最终纺纱和面料织造。

传统的棉花抓棉、轧花、籽淸以及皮清设备并不适合于牛角瓜纤维的提取提净。目前纺织行业主要采用人工剥离提取的方式提取牛角瓜纤维，该方法费时费力，除杂效率低下且提取得到的牛角瓜纤维质量差。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种牛角瓜纤维提取装置及其使用方法，本发明通过微波的作用使牛角瓜果实内部的水分子高速运动，产生气压并使果实爆破，之后通过吹风装置和吸风装置将纤维吸入到复合式纤维收集箱，从而将纤维进行有效分离获得纯净的牛角瓜纤维。

(二)技术方案

本发明提供了一种牛角瓜纤维提取装置，包括吹风装置、微波箱、旋转托盘、驱动装置、声控感应器、纤维收集管、复合式纤维收集箱和吸风装置和控制器；

微波箱上设有第一进风孔和第一出风孔；微波箱内设置微波发生器，且微波箱内部底面转动设置转轴；其中，第一进风孔连接吹风装置的出风端；转轴传动连接驱动装置，转轴与微波箱的底面垂直设置，转轴远离微波箱的端面连接旋转托盘；

复合式纤维收集箱与微波箱并排设置，复合式纤维收集箱内设置第一网孔板和第二网孔板；第一网孔板和第二网孔板并排分布用于将复合式纤维收集箱内部依次分为第一过滤仓、第二过滤仓和收集仓，第一网孔板上均匀设有用于连通第一过滤仓和第二过滤仓的第一过滤孔；第二网孔板上均匀设有用于连通第二过滤仓和收集仓的第二过滤孔；其中，每个第二过滤孔的直径均不大于每个第一过滤孔的直径；

第一过滤仓在复合式纤维收集箱上设有第二进风孔；其中，第二进风孔连接纤维收集管的一端管口；纤维收集管的另一端管口与第一出风孔连接；

收集仓在复合式纤维收集箱上设有第二出风孔；其中，第二出风孔连接吸风装置的进气端；

声控感应器的信号输出端连接控制器的信号输出端；控制器的多个信号输出端分别连接吹风装置的信号输入端和吸风装置的信号输入端。

优选的，包括防爆网罩；防爆网罩设置在微波箱内，防爆网罩朝向微波箱底面的端面与微波箱底面压紧，防爆网罩的内壁与微波箱底面形成用于容纳旋转托盘和转轴的防爆仓。

优选的，包括连接管；连接管的一端管口连接吸风装置的进气端，连接管的另一端管口连接第二出风孔。

优选的，微波发生器设有两个；两个微波发生器并排分布在微波箱的顶部，其中，微波发生器以第一出风孔的中轴线为中心对称设置。

优选的，包括活动板；活动板上并排设置第一凹槽和第二凹槽；其中，复合式纤维收集箱与第一网孔板垂直的任一端面上设有开口；

活动板朝向复合式纤维收集箱开口的端面压紧复合式纤维收集箱的端面；其中，第一网孔板配合插入第一凹槽内，第一网孔板位于第一凹槽内的端面压紧第一凹槽的内壁；第二网孔板配合插入第二凹槽内，第二网孔板位于第一凹槽内的端面压紧第二凹槽的内壁。

本发明还提出一种关于牛角瓜纤维提取装置的使用方法，包括以下具体步骤：

S1、将待提取的牛角瓜纤维原料平铺于微波箱内的旋转托盘上；

S2、驱动装置通电运行带动旋转托盘旋转；

S3、微波发生器通电运行对牛角瓜纤维原料进行微波爆破，得到牛角瓜纤维，牛角瓜壳以及牛角瓜囊碎片；

S4、牛角瓜纤维原料爆破后，声控感应器接收到爆破声音并将接收到的信号发送给控制，控制器控制吹风装置和吸风装置通电运行；

吹风装置由第一进气向微波箱内吹风，牛角瓜纤维以及轻质杂质漂浮在微波箱内部；

吸风装置将微波箱和复合式纤维收集箱内部气体抽出以致微波箱和复合式纤维收集箱内部均呈负压；

S5、牛角瓜纤维以及轻质杂质在气流的带动下依次由第一出风孔、纤维收集管和第二进风孔进入第一过滤仓内；

不同大小颗粒的轻质杂质依次被第一网孔板和第二网孔板的截留，牛角瓜纤维最终收集在收集仓内；

S6、关闭吹风装置、驱动装置、微波发生器和吸风装置；

对收集仓内纯净的牛角瓜纤维进行收集，并对第一过滤仓、第二过滤仓和微波箱内的牛角瓜杂质进行清理。

优选的，S3中微波发生器的运行功率为500～900W、频率为6000MHz以及工作时间为5～10min。

优选的，S4中吹入微波箱内风的速度为0.1～0.5m/s。

优选的，S4中微波箱和复合式纤维收集箱内部的真空度均为-300～700mmHg；S4中吸风装置的抽气速率为0.1～6.0m³/s。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本发明中，将待提取的牛角瓜纤维原料平铺于微波箱内的旋转托盘上；微波发生器通电运行对牛角瓜纤维原料进行微波爆破，同时通过驱动装置运行带动旋转托盘旋转以使得旋转托盘内的物料受到充分的微波作用；利用微波转化产生的热效应蒸发果实里面的水分并产生内外压强差使果实开裂，以微波作用取代机械外力的作用能有效将纤维的损伤控制在最小；

牛角瓜纤维原料爆破后，吹风装置通电运行向微波箱内吹风，牛角瓜纤维以及轻质杂质漂浮在微波箱内部；同时，吸风装置通电运行以致微波箱和复合式纤维收集箱内部均呈负压；、牛角瓜纤维以及轻质杂质在气流的带动下依次由第一出风孔、纤维收集管和第二进风孔进入第一过滤仓内；不同大小颗粒的轻质杂质依次被第一网孔板和第二网孔板的截留，牛角瓜纤维最终收集在收集仓内；牛角瓜纤维提取完成后，对收集仓内纯净的牛角瓜纤维进行收集，并对第一过滤仓、第二过滤仓和微波箱内的牛角瓜杂质进行清理即可，操作简单使用方便；本发明利用微波爆破法提取牛角瓜纤维的效率高且成本低，可以实现规模化生产高质量的牛角瓜纤维，有利于生产出高品质的牛角瓜面纺织品。

附图说明

图1为本发明提出的一种牛角瓜纤维提取装置的结构示意图。

图2为本发明提出的一种牛角瓜纤维提取装置中A处局部放大的结构示意图。

附图标记：1、吹风装置；2、微波箱；3、第一进风孔；4、防爆网罩；5、旋转托盘；6、转轴；7、驱动装置；8、声控感应器；9、微波发生器；10、第一出风孔；11、纤维收集管；12、复合式纤维收集箱；13、第二进风孔；14、第一过滤仓；15、第一网孔板；151、第一过滤孔；16、第二过滤仓；17、第二网孔板；171、第二过滤孔；18、收集仓；19、第二出风孔；20、连接管；21、吸风装置；22、活动板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-2所示，本发明提出的一种牛角瓜纤维提取装置，包括吹风装置1、微波箱2、旋转托盘5、驱动装置7、声控感应器8、纤维收集管11、复合式纤维收集箱12、吸风装置21和控制器；

微波箱2上设有第一进风孔3和第一出风孔10；微波箱2内设置微波发生器9，且微波箱2内部底面转动设置转轴6；其中，第一进风孔3连接吹风装置1的出风端；转轴6传动连接驱动装置7，转轴6与微波箱2的底面垂直设置，转轴6远离微波箱2的端面连接旋转托盘5；通过驱动装置7运行带动旋转托盘5旋转以使得旋转托盘5内的物料受到充分的微波作用；

进一步的，吹风装置1选用风机；驱动装置7选用变频电机；

复合式纤维收集箱12与微波箱2并排设置，复合式纤维收集箱12内设置第一网孔板15和第二网孔板17；第一网孔板15和第二网孔板17并排分布用于将复合式纤维收集箱12内部依次分为第一过滤仓14、第二过滤仓16和收集仓18，第一网孔板15上均匀设有用于连通第一过滤仓14和第二过滤仓16的第一过滤孔151；第二网孔板17上均匀设有用于连通第二过滤仓16和收集仓18的第二过滤孔171；其中，每个第二过滤孔171的直径均不大于每个第一过滤孔151的直径；

第一过滤仓14在复合式纤维收集箱12上设有第二进风孔13；其中，第二进风孔13连接纤维收集管11的一端管口；纤维收集管11的另一端管口与第一出风孔10连接；

收集仓18在复合式纤维收集箱12上设有第二出风孔19；其中，第二出风孔19连接吸风装置21的进气端；

声控感应器8的信号输出端连接控制器的信号输出端；控制器的多个信号输出端分别连接吹风装置1的信号输入端和吸风装置21的信号输入端；

通过设置的声控感应器8捕捉牛角瓜纤维原料进行微波爆破时的爆破声音，并将检测的声音信号发送给控制器；控制器控制吹风装置1和吸风装置21均通电运行，智能控制无需人工手动操作大大提高生产效率。

本发明中，将待提取的牛角瓜纤维原料平铺于微波箱2内的旋转托盘5上；微波发生器9通电运行对牛角瓜纤维原料进行微波爆破，同时通过驱动装置7运行带动旋转托盘5旋转以使得旋转托盘5内的物料受到充分的微波作用；牛角瓜纤维原料爆破后，声控感应器8捕捉到爆破音后将接收的信号发送给控制器；控制器控制吹风装置1和吸风装置21通电运行；吹风装置1向微波箱2内吹风，牛角瓜纤维以及轻质杂质漂浮在微波箱2内部；同时，吸风装置21将微波箱2和复合式纤维收集箱12内的空气抽出以致微波箱2和复合式纤维收集箱12内部均呈负压；牛角瓜纤维以及轻质杂质在气流的带动下依次由第一出风孔10、纤维收集管11和第二进风孔13进入第一过滤仓14内；不同大小颗粒的轻质杂质依次被第一网孔板15和第二网孔板17的截留，牛角瓜纤维最终收集在收集仓18内；牛角瓜纤维提取完成后，对收集仓18内纯净的牛角瓜纤维进行收集，并对第一过滤仓14、第二过滤仓16和微波箱2内的牛角瓜杂质进行清理即可，操作简单使用方便。

在一个可选的实施例中，包括防爆网罩4；防爆网罩4设置在微波箱2内，防爆网罩4朝向微波箱2底面的端面与微波箱2底面压紧，防爆网罩4的内壁与微波箱2底面形成用于容纳旋转托盘5和转轴6的防爆仓；

设有的防爆网罩4将牛角瓜纤维原料爆破后产生的少量牛角瓜壳和囊碎片进行拦截并掉落至防爆仓的底面，以缩小牛角瓜壳和囊碎片散落面积，方便对其进行清扫。

在一个可选的实施例中，包括连接管20；连接管20的一端管口连接吸风装置21的进气端，连接管20的另一端管口连接第二出风孔19。

在一个可选的实施例中，微波发生器9设有两个；两个微波发生器9并排分布在微波箱2的顶部，其中，微波发生器9以第一出风孔10的中轴线为中心对称设置。

在一个可选的实施例中，包括活动板22；活动板22上并排设置第一凹槽和第二凹槽；其中，复合式纤维收集箱12与第一网孔板15垂直的任一端面上设有开口；

活动板22朝向复合式纤维收集箱12开口的端面压紧复合式纤维收集箱12的端面；其中，第一网孔板15配合插入第一凹槽内，第一网孔板15位于第一凹槽内的端面压紧第一凹槽的内壁；第二网孔板17配合插入第二凹槽内，第二网孔板17位于第一凹槽内的端面压紧第二凹槽的内壁。

本发明还提出一种关于牛角瓜纤维提取装置的使用方法，包括以下具体步骤：

S1、将待提取的牛角瓜纤维原料平铺于微波箱2内的旋转托盘5上；

S2、驱动装置7通电运行带动旋转托盘5旋转；

S3、微波发生器9通电运行对牛角瓜纤维原料进行微波爆破，得到牛角瓜纤维，牛角瓜壳以及牛角瓜囊碎片；

S4、牛角瓜纤维原料爆破后，声控感应器8接收到爆破声音并将接收到的信号发送给控制，控制器控制吹风装置1和吸风装置21通电运行；

吹风装置1由第一进气向微波箱2内吹风，牛角瓜纤维以及轻质杂质漂浮在微波箱2内部；

吸风装置21将微波箱2和复合式纤维收集箱12内部气体抽出以致微波箱2和复合式纤维收集箱12内部均呈负压；

S5、牛角瓜纤维以及轻质杂质在气流的带动下依次由第一出风孔10、纤维收集管11和第二进风孔13进入第一过滤仓14内；

不同大小颗粒的轻质杂质依次被第一网孔板15和第二网孔板17的截留，牛角瓜纤维最终收集在收集仓18内；

S6、关闭吹风装置1、驱动装置7、微波发生器9和吸风装置21；

对收集仓18内纯净的牛角瓜纤维进行收集，并对第一过滤仓14、第二过滤仓16和微波箱2内的牛角瓜杂质进行清理。

在一个可选的实施例中，S3中微波发生器9的运行功率为500～900W、频率为6000MHz以及工作时间为5～10min。

在一个可选的实施例中，S4中吹入微波箱内风的速度为0.1～0.5m/s。

在一个可选的实施例中，S4中微波箱2和复合式纤维收集箱12内部的真空度均为-300～700mmHg；S4中吸风装置21的抽气速率为0.1～6.0m³/s。

根据本发明提供的牛角瓜纤维提取装置以及使用方法进行实验，实验结果见表1：

表1

由实验结果表明：

一、在对相同质量的牛角瓜纤维原料在相同的微波功率下进行提取时，牛角瓜纤维原料随着频率的增高，获得的牛角瓜纤维的含杂率呈现先减小后增大的趋势；

微波发生器的频率设定为6000MHz的实验条件下，提取出来的牛角瓜纤维最纯净，含杂率为小于0.5％；

微波发生器的频率设定为8000MHz的实验条件下，提取出来的牛角瓜纤维含杂率在2.8％；牛角瓜纤维上含有破碎的囊使得牛角瓜纤维含杂率提高，这可能是由于囊有易碎的特性，微波发生器的频率过高，内部分子的运动过快，储存的内能过多造成了囊的破碎；

二、在对相同质量的牛角瓜纤维原料在相同的微波频率下进行提取时：

当功率为700W时，提取出来的牛角瓜纤维最纯净，牛角瓜纤维的含杂率小于0.5％；

当功率为500W时，所提取出来的牛角瓜纤维含杂率为5.6％，这是由于爆破不充分所导致的；

当功率为900W时，所提取出来的牛角瓜纤维含杂率小于0.5％，但是得到的牛角瓜纤维中微观纤维大分子链出现有少量破坏，这可能是由于加热功率过大导致的纤维损伤；

由上述结果可知，一次投料牛角瓜果实重量为5kg和3kg果实所提取出来的纤维含杂率均为0.5％，然而，5kg的牛角瓜果实能提取出更多的牛角瓜纤维，有效利用资源节约能源，因此，在相同提取时间下一次性投料5kg，设定微波功率为700W以及微波频率为6000MHz的条件下对牛角瓜果实进行微波爆破能提取出更多的牛角瓜纤维，有效利用资源节约能源。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (7)

1.一种牛角瓜纤维提取装置，其特征在于，包括吹风装置(1)、微波箱(2)、防爆网罩(4)、旋转托盘(5)、驱动装置(7)、声控感应器(8)、纤维收集管(11)、复合式纤维收集箱(12)、吸风装置(21)、活动板(22)和控制器；

微波箱(2)上设有第一进风孔(3)和第一出风孔(10)；微波箱(2)内设置微波发生器(9)，且微波箱(2)内部底面转动设置转轴(6)；其中，第一进风孔(3)连接吹风装置(1)的出风端；转轴(6)传动连接驱动装置(7)，转轴(6)与微波箱(2)的底面垂直设置，转轴(6)远离微波箱(2)的端面连接旋转托盘(5)；

防爆网罩(4)设置在微波箱(2)内，防爆网罩(4)朝向微波箱(2)底面的端面与微波箱(2)底面压紧，防爆网罩(4)的内壁与微波箱(2)底面形成用于容纳旋转托盘(5)和转轴(6)的防爆仓；

复合式纤维收集箱(12)与微波箱(2)并排设置，复合式纤维收集箱(12)内设置第一网孔板(15)和第二网孔板(17)；第一网孔板(15)和第二网孔板(17)并排分布用于将复合式纤维收集箱(12)内部依次分为第一过滤仓(14)、第二过滤仓(16)和收集仓(18)，第一网孔板(15)上均匀设有用于连通第一过滤仓(14)和第二过滤仓(16)的第一过滤孔(151)；第二网孔板(17)上均匀设有用于连通第二过滤仓(16)和收集仓(18)的第二过滤孔(171)；其中，每个第二过滤孔(171)的直径均不大于每个第一过滤孔(151)的直径；

活动板(22)上并排设置第一凹槽和第二凹槽；其中，复合式纤维收集箱(12)与第一网孔板(15)垂直的任一端面上设有开口；

活动板(22)朝向复合式纤维收集箱(12)开口的端面压紧复合式纤维收集箱(12)的端面；其中，第一网孔板(15)配合插入第一凹槽内，第一网孔板(15)位于第一凹槽内的端面压紧第一凹槽的内壁；第二网孔板(17)配合插入第二凹槽内，第二网孔板(17)位于第一凹槽内的端面压紧第二凹槽的内壁；

第一过滤仓(14)在复合式纤维收集箱(12)上设有第二进风孔(13)；其中，第二进风孔(13)连接纤维收集管(11)的一端管口；纤维收集管(11)的另一端管口与第一出风孔(10)连接；

收集仓(18)在复合式纤维收集箱(12)上设有第二出风孔(19)；其中，第二出风孔(19)连接吸风装置(21)的进气端；

声控感应器(8)的信号输出端连接控制器的信号输出端；控制器的多个信号输出端分别连接吹风装置(1)的信号输入端和吸风装置(21)的信号输入端。

2.根据权利要求1所述的一种牛角瓜纤维提取装置，其特征在于，包括连接管(20)；连接管(20)的一端管口连接吸风装置(21)的进气端，连接管(20)的另一端管口连接第二出风孔(19)。

3.根据权利要求1所述的一种牛角瓜纤维提取装置，其特征在于，微波发生器(9)设有两个；两个微波发生器(9)并排分布在微波箱(2)的顶部，其中，微波发生器(9)以第一出风孔(10)的中轴线为中心对称设置。

4.一种根据权利要求1-3任一项所述的一种牛角瓜纤维提取装置的使用方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1、将待提取的牛角瓜纤维原料平铺于微波箱(2)内的旋转托盘(5)上；

S2、驱动装置(7)通电运行带动旋转托盘(5)旋转；

S3、微波发生器(9)通电运行对牛角瓜纤维原料进行微波爆破，得到牛角瓜纤维，牛角瓜壳以及牛角瓜囊碎片；

S4、牛角瓜纤维原料爆破后，声控感应器(8)接收到爆破声音并将接收到的信号发送给控制，控制器控制吹风装置(1)和吸风装置(21)通电运行；

吹风装置(1)由第一进气向微波箱(2)内吹风，牛角瓜纤维以及轻质杂质漂浮在微波箱(2)内部；

吸风装置(21)将微波箱(2)和复合式纤维收集箱(12)内部气体抽出以致微波箱(2)和复合式纤维收集箱(12)内部均呈负压；

S5、牛角瓜纤维以及轻质杂质在气流的带动下依次由第一出风孔(10)、纤维收集管(11)和第二进风孔(13)进入第一过滤仓(14)内；

不同大小颗粒的轻质杂质依次被第一网孔板(15)和第二网孔板(17)的截留，牛角瓜纤维最终收集在收集仓(18)内；

S6、关闭吹风装置(1)、驱动装置(7)、微波发生器(9)和吸风装置(21)；

对收集仓(18)内纯净的牛角瓜纤维进行收集，并对第一过滤仓(14)、第二过滤仓(16)和微波箱(2)内的牛角瓜杂质进行清理。

5.根据权利要求4所述的一种关于牛角瓜纤维提取装置的使用方法，其特征在于，S3中微波发生器(9)的运行功率为500～900W、频率为6000MHz以及工作时间为5～10min。

6.根据权利要求4所述的一种关于牛角瓜纤维提取装置的使用方法，其特征在于，S4中吹入微波箱内风的速度为0.1～0.5m/s。

7.根据权利要求4所述的一种关于牛角瓜纤维提取装置的使用方法，其特征在于，S4中微波箱(2)和复合式纤维收集箱(12)内部的真空度均为-300～700mmHg；S4中吸风装置(21)的抽气速率为0.1～6.0m³/s。

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