CN110438597B - 并列式籽棉清理设备和工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并列式籽棉清理设备和工艺，其中，并列式籽棉清理设备，其包括：多个第一级籽棉清理机；配棉机构，承接第一级籽棉清理机，具有第二数量个配棉口；多个第二级籽棉清理机，与所述配棉口一一对应连接，并与该第二级籽棉清理机所供给的轧花机一一对应；其中，第一数量小于第二数量。其采用并列的方式减薄棉层厚度，在总加工能力相当的条件下，具有更好的清理质量。

Description

并列式籽棉清理设备和工艺

技术领域

本发明涉及一种籽棉清理设备，本发明还提供了一种籽棉清理工艺。

背景技术

因花配车是棉花加工机械的基本标准，当籽棉性状产生变化时，已有的加工设备往往无法满足加工质量要求。籽棉的采摘方式主要有两种，一种是人工采摘，另一种是机械采摘。随着自动化水平的提高和农村劳动力向城市转移，机械采棉的比例正在逐年增大，相对而言，机采棉的含杂率偏高。

棉花的机械化采摘在新疆已经高于60%，采摘效率提升的同时，籽棉中的杂质由手摘棉的4%上升到12%左右，因此，在轧花之前，需要对籽棉进行充分的清理。相应地，轧花机前级的工艺配置也由原先的一道籽棉清理增加到四至五道的籽棉清理，即便如此，因有些杂质被棉纤维缠绕的比较紧，经过四至五道的籽棉清理后进行轧花所获得皮棉中的杂质仍然高于国家标准。

经过实际验证，单纯的增加清理次数不足以解决皮棉杂质过高问题，以4台MY96轧花机为例，传统的机采棉加工工艺是四道籽棉清理，每道籽棉清理由一台籽棉清理机完成，基于物料流转四道籽棉清理机依次承接，在物料流转线上，相当于一台籽棉清理机需适配于四台轧花机。因此，在此条件下要求籽棉清理机单机处理量足够大才能满足产量要求，造成籽棉清理机内的籽棉厚度偏大，尽管籽棉清理时会产生对棉层的抛打，但棉层较厚时，杂质被裹挟的比较深，往往造成最后一道籽棉清理机的清理效果远不如前三道明显。

经过逐级取料研究，每级清理后，杂质就会少一些，到最后籽棉中的大杂质几乎排尽，剩下一些杂质多是被打碎的棉叶、铃壳和棉杆，对于这些细碎的杂质，用于进一步清理的籽棉清理机需要把刺钉辊筒和格条栅的间隙进一步调整以提高清理效果。然而如前所述，由于单机处理量大，清杂率与清理效率存在一定的矛盾，当清杂率提高时，籽棉流的行进会受到更大的阻滞，甚至会产生籽棉堵塞籽棉清理机的问题。

传统的物料顺序流转的加工方式，在工艺设备的使用和利用率上都有其优势，但对于目标物，即皮棉质量的提升已经穷尽，单纯的依靠增加清理级数已经无法满足皮棉质量的要求，并且清理级数的增加会降低皮棉质量，例如造成棉纤维的损伤或者增加索丝等。

发明内容

有鉴于此，本发明针对机采棉的前期清理提出了一种新的技术路线，然而，可以理解的是，能够用于机采棉清理的设备，显然也能够用于手采棉。故而，本发明提出了一种在清理次数较少的条件下，仍能够具有较好清理能力的并列式籽棉清理设备，本发明还提供了一种并列式籽棉清理工艺。

在本发明的实施例中，提供一种并列式籽棉清理设备，其包括：

多个第一级籽棉清理机；

配棉机构，承接第一级籽棉清理机，具有第二数量个配棉口；

多个第二级籽棉清理机，与所述配棉口一一对应连接，并与该第二级籽棉清理机所供给的轧花机一一对应；

其中，第一数量小于第二数量。

上述并列式籽棉清理设备，可选地，第一数量与第二数量的数量比为1:2。

可选地，所述配棉机构为水平设置的配棉绞龙；

相应地，第一级籽棉清理机的出棉口位于配棉绞龙的上侧，第二级籽棉清理机则位于配棉绞龙的下侧，并在配棉绞龙的轴向依次排列。

可选地，第二级籽棉清理机的进棉口处设有暂存箱，该暂存箱用于承接配棉口。

可选地，暂存箱的高度为第二级籽棉清理机机幅的1.25~1.33倍。

可选地，暂存箱的侧面板具有透明面板或在侧面板上设有观察窗。

可选地，于配棉绞龙配送方向的末端设有溢流棉仓。

可选地，第二级籽棉清理机的出棉口连接有加湿器，以在籽棉送入轧花机前进行加湿。

可选地，在加湿器入口处设有光电传感器。

可选地，第一级籽棉清理机为倾斜式籽棉清理机；

第二级籽棉清理机为三辊籽棉清理机。

依据本发明的实施例，还提供了一种并列式籽棉清理方法，针对给定轧花加工能力所确定的籽棉流量，通过并列多个第一级籽棉清理机以减薄第一级籽棉清理的籽棉层厚度；

通过配棉机构承接第一级籽棉清理机排出的籽棉并向第二级籽棉清理机配送；

其中，第二级籽棉清理机的数量多于第一级籽棉清理机，而使得第二级籽棉清理机上的籽棉层厚度进一步减薄；

第二级籽棉清理机与其所供给的轧花机一一对应。

上述并列式籽棉清理方法，可选地，配送机构在水平方向配送；

相应地，多个第一级籽棉清理机沿配送机构配送方向上侧排列；

多个第二级籽棉清理机则沿配送机构配送方向下侧排列。

如背景技术部分所述，传统的籽棉清理方法通常采用四级清理，每级清理配置一台籽棉清理机，前后四台籽棉清理机相当于串列设置，所适配的轧花机通常是四台，单纯从幅宽上看，串列的籽棉清理机相对于轧花机相当于一对四，不可避免的，籽棉清理机所清理籽棉层厚度相对偏大，纯粹的增加级数已经不能够达到理想的清理效果。

在本发明的实施例中，其采用两级清理，每一级有多台清理机，其中第一级的台数少于第二级的台数，第二级的台数与轧花机的数量相同。此外，第二级的台数与其所供给的轧花机的数量相同。并且在本发明的实施例还需在第一级与第二级间设置配送机构。尽管相对于传统的籽棉清理设备，增加了籽棉清理机的数量和辅助设备，但突破了传统的单纯依靠增加级数（即增加数量）也无法提高清理质量的障碍，在本发明的实施例中，相当于减薄棉层，从而可以更加有效的将杂质排出。经过实际的实验性加工，尽管只有两级清理，其清理效果相对于传统的四级清理也有明显的提升。关于对空间的占用，尽管基于本发明的两级清理所配备设备更多，但在整体空间配置上，灵活性更好。实际上由于四级清理受物料承接的影响，布局会受到很大的限制，基于本发明，空间布局相对更易于处理。

附图说明

图1为一实施例中并列式籽棉清理设备左视结构示意图。

图2为一实施例中并列式籽棉清理设备主视结构示意图。

图中：1.架体，2.轧花机，3.加湿器，4.光电开关，5.三辊籽棉清理机，6.喂棉辊，7.暂存箱，8.配棉绞龙，9.排杂箱，10.闭风阀，11.倾斜式籽棉清理机，12.输棉管，13.观察窗，14.溢流棉仓。

具体实施方式

为有助于理解，在本发明的实施例中会引用相关的文献，同时，为有利于说明，在表述所引用相关联的部件时，使用本发明实施例中相关部件的标号。

关于籽棉清理机，常用的籽棉清理机主要有两种，其一是水平式的籽棉清理机，另一种是倾斜式籽棉清理机11，区分原则是籽棉清理时籽棉的流动方向，如果流动方向是倾斜的则是倾斜式籽棉清理机11，如果是水平的则是水平式籽棉清理机。

基于本发明的原理，对籽棉清理机的类型并没有特别的限制，同样地，对于其他部件，优选实施例并不表示不能使用其他同类或者可替换部件。

中国专利文献CN204849154U示出了一种倾斜回收式籽棉清理机，其所公开内容可较为清晰的反映出籽棉清理机的基本结构。一般而言，籽棉清理机配有多个刺钉辊，在该专利文献中配置有六个刺钉辊，上端上侧有进料口，上端下侧有出料口，下侧含下端需安装排杂箱9。整个倾斜式籽棉清理机大致呈一个立式结构。

由于目前籽棉在输棉管12内的输送主要靠风力输送，并且多采用负压输送，换言之，即采用吸的方式通过输棉管12将籽棉吸入到倾斜式籽棉清理机11，并且在闭风阀10处，风物分离，籽棉从闭风阀10处排出，风从排杂箱9处排出，经过倾斜式籽棉清理机11清理过的籽棉从闭风阀10处下落至如图1中所示的配棉绞龙8等物料排出设备或者连接至下一级籽棉清理机的输棉管12。

当有多级籽棉清理机时，相互间为方便送料，可采用上下布置的结构，通过例如图1中所示的架体1进行装配，当籽棉清理机级数较多时，不可避免的，架体1高而窄，稳定性相对较差，即前述的空间布局受限。

此外，在例如倾斜式籽棉清理机11中，数个刺钉辊的下方设有格条栅，刺钉辊与格条栅间的间距是籽棉清理机的一个重要参数，例如排杂率，其与所述间距负相关，而对于棉纤维的损伤率，也与所述间距负相关，只不过损伤率与排杂率是一对互斥的质量参数。因此，在棉层厚度确定的条件下，单纯的通过增加籽棉清理机的级数以及工作参数，已经很难获得理想的清理效果。

传统的串列方式进行籽棉清理，前三级大约可实现46%的杂质清理率（排杂率），第四级的单级排杂率大约只有3%，单纯的增加级数，排杂率的提升已经极为有限。

在本发明的实施例中，采用两级清理，但通过并列籽棉清理机的方式，在籽棉总加工能力不变的条件下，棉层变薄，从而获得理想的清理效果。

尤其是，基于本发明，提出了一种籽棉加工生产线的新的配置方式，对棉花加工机械的进一步研发提供了新的方向。

在图2所示的结构中，作为第一级清理的籽棉清理机是图中的倾斜式籽棉清理机11，数量为两台，作为第二级的籽棉清理是图中所示的三辊籽棉清理机5，数量为四台，所适配的轧花机2数量为四台，与三辊籽棉清理机5一一对应。

在此条件下，当加工能力完全相同的条件下，在第一级清理时（当前的籽棉清理机尽管机幅有差异，但在本发明的实施例中，以所使用籽棉清理机与传统籽棉清理机并无区别为前提，例如倾斜式籽棉清理11所采用的即为已知的籽棉清理机，其机幅是确定的），棉层厚度相当于减薄为串列清理的一半，在第二级清理时，棉层相当于减薄为原来串列清理的四分之一，大大降低了棉纤维对杂质的裹挟能力，从而只需两级清理即可满足理想的排杂率。

经过实际验证，在相同加工能力，同一批籽棉条件下，传统串列四级清理取样分析得出的排杂率约为49%，而并列式两级清理（第一级两台籽棉清理机，第二级四台籽棉清理机）的排杂率可以达到65.84%，相对于传统的串列四级的清理效果有比较明显的提升。

整体上，如图2所示的需配置六台籽棉清理机的示例多于传统串列式籽棉清理线的四台籽棉清理机，但完全克服了单纯增加级数而不能进一步有效提升排杂率的障碍。

此外，并列相对于串列，籽棉清理机的布局更加合理，使的整个架体1的稳定性变好。

在本发明的实施例中，第一级籽棉清理机不宜过多，其数量以两台为宜，第一级属于粗清，第二级属于精清，此外，对于所适配的轧花机2，其自身也含有简易的排杂装置，在第二级对籽棉进行了精清的同时，也对籽棉进行了充分的抛打，有利于轧花机2上所配排杂装置的功能实现。

由于用作第一级籽棉清理的籽棉清理机的第一数量少于用作第二级籽棉清理的籽棉清理机的第二数量，第一级籽棉清理机与第二级籽棉清理机无法做到一一对应，因此，相对于传统的串列式的籽棉清理线，在本发明的实施例中需要配置配棉机构，用于承接第一级籽棉清理机排出的籽棉，然后在分配给下级，即第二级籽棉清理机。

相应地，配棉机构需要在结构上承接第一级籽棉清理机，并需具有第二数量个配棉口。如图1和2中设置的配棉绞龙8，其上侧用于承接倾斜式籽棉清理机11排出的籽棉，配棉绞龙8的输送方向上分布有四个出棉口，每一个出棉口适配连通一台三辊籽棉清理机5，从而籽棉在被螺旋输送过程中，从出棉口排出而实现分配。

关于并列式籽棉清理设备，两级籽棉清理机间的数量关系为1:2比较适宜，并且第一级在图2中可见有两台籽棉清理机，第二级则有四台籽棉清理机。

需要说明的是，对于生产线的加工能力，图2所示的两级籽棉清理机的数量配置与当前的生产线相适配，可以理解的是，单纯增加机幅以提高生产力而由受限于机幅无法做到更大的问题，在基于并列式清理的原理下可有效解决单一生产线产能无法进一步提高的问题。进而，当对单线产生有更高的要求时，可以增加每一级并列的籽棉清理机的数量，而不是增加机幅，由此可知，在第一数量与第二数量比为1:2的条件下，本领域的技术人员易于根据产能配置适量数量的第一数量，相适应的，第二数量也被确定。

关于配棉，在图2所示的结构中采用配棉绞龙8进行配棉，在一些实施例中，还可以使用例如具有多个出棉口的棉箱进行配棉，出棉口处设置给棉罗拉，棉箱上开用于接收例如倾斜式籽棉清理机11所排出籽棉的进棉口。

关于配棉绞龙8，其属于理论上的螺旋输送器的一种，其具有壳体和一个螺旋，螺旋输送器的壳体是圆柱形壳体，而配棉绞龙8的壳体并不限于圆柱形壳体，如图1中闭风阀10下侧与其直接相关的大致呈三角形的结构部，螺旋安装在位于下端的一个角处，该角修圆与螺旋大径适配。

配棉绞龙8的外壳下侧设有四个出棉口，在螺旋推进过程中，有部分籽棉通过出棉口被排出。

图2所示的结构中，两台倾斜式籽棉清理机11从配棉绞龙8的输送方向的始端开始布设，相应地，四台三辊籽棉清理机5在配棉绞龙8的下次依序布置，大致呈一台倾斜式籽棉清理机11适配两台三辊籽棉清理机5的方式分布，配棉绞龙8的供给能力大致相当于两台三辊籽棉清理机5的加工能力，在图2中还存在着溢流棉仓14，表示配棉绞龙8的供给能力稍大，以满足四台三辊籽棉清理机5的当前加工能力大致相同。

图1和图2中，第二级籽棉清理机的进棉口处设有暂存箱7，该暂存箱7用于承接配棉口，暂存箱7用于缓存籽棉，以确保三辊籽棉清理机5相对持续的加工。

暂存箱7是一个长方箱体结构，其上下两端相应为进出口，进出口相应均为矩形口，且长宽比比较大，图中8.6:1，其中长边的走向为配棉绞龙8的轴向，也是三辊籽棉清理机5的机幅方向，而宽边用于确定给料能力，用于限制三辊籽棉清理机5的当前的加工能力。

前述矩形口的比例大致是前述的8.6:1，进一步地，本领域的技术人员根据第一级籽棉清理机与第二级籽棉清理机所设定加工能力的适配性，来调整矩形口的长宽比在此是显而易见的。

合适容量的暂存箱7能够保证第二级籽棉清理机加工的连续性，能够起到一定的缓冲作用。需要说明的是，即便是第一级籽棉清理机连续生产，受配棉绞龙8的配送不均匀性的影响，如果使用配棉绞龙8直供例如三辊籽棉清理机5，三辊籽棉清理机5连续工作也会因此受到影响。

进一步地，在前述暂存箱7长宽参数基本确定的条件下，暂存箱7的高度以第二级籽棉清理机机幅为参量，暂存箱7的高度为第二级籽棉清理机机幅的1.25~1.33倍，暂存箱7具有合适的容量。

此外，为了保证三辊籽棉清理机5工作的连续性，并减少不必要的空转浪费，倾斜式籽棉清理机11可先开机，在暂存箱7内可设置例如光电传感器等检测元件，以检测暂存箱7是否已经储满或者达到给定容量，然后三辊籽棉清理机5开始进棉。

在一些实施例中，还可以通过人工观察的方式确定三辊籽棉清理机5的工作方式，如前所述，暂存箱7是长方箱体结构，其四个立面板，即其侧面板可采用透明材质，例如透明塑料板，可以直观的观察暂存箱7内籽棉的存量。

在一些实施例中，暂存箱7可采用钣金箱体，在钣金箱体的侧面板上设置观察窗13。暂存箱的侧面板具有透明面板或在侧面板上设有观察窗。

在图2中，用于连接三辊籽棉清理机5与轧花机2的管道上也设有观察窗。

此外，对于籽棉清理，越是干燥，清理效果越好，而对于轧花机，其要求籽棉有一定的湿度，适轧回潮率达8.5%最好，以提高棉纤维的强力，因此，在用于连接三辊籽棉清理机5与轧花机2的通道内设有加湿器，从而在籽棉送入轧花机前进行加湿处理。

如前所述，配棉绞龙8配料不均匀，在于籽棉的形状与类流体的颗粒物不同，因此，使用配棉绞龙8进行籽棉配给时，配棉绞龙8的总配给量稍大于四台三辊籽棉清理机5的总进料量，多出的籽棉随配棉绞龙8向后排出。

排出的籽棉可以直接在例如场地上形成料堆，也可以直接输送到例如棉仓。

在图2所示的实施例中，于配棉绞龙配送方向的末端设有溢流棉仓14，以方便溢出籽棉的转运。

关于基于前述并列式籽棉清理设备的并列式籽棉清理方法，在前文描述并列式籽棉清理设备的过程中已经述及，整体而言，其首先针对给定轧花加工能力所确定的籽棉流量，通过并列多个第一级籽棉清理机以减薄第一级籽棉清理的籽棉层厚度。

此处的减薄是相对于传统的串列式籽棉清理机的减薄。

另外，此处的减薄还可以相对于轧花机而言的减薄，在传统的串列式籽棉清理设备中，相当于一台籽棉清理机对应四台轧花机2，而在本实施例中，相当于第一级的两台倾斜式籽棉清理机11对应四台轧花机2，籽棉棉层被减薄。

进而，通过例如配棉绞龙8的配棉机构承接第一级籽棉清理机排出的籽棉并向第二级籽棉清理机配送。

其中，第二级籽棉清理机的数量多于第一级籽棉清理机，而使得第二级籽棉清理机上的籽棉层厚度进一步减薄；

第二级籽棉清理机与其所供给的轧花机一一对应。

配送机构在水平方向配送；

相应地，多个第一级籽棉清理机沿配送机构配送方向上侧排列；

多个第二级籽棉清理机则沿配送机构配送方向下侧排列。

Claims (11)

1.一种并列式籽棉清理设备，其特征在于，包括：

第一数量个第一级籽棉清理机，第一数量个为多个；

配棉机构，承接第一级籽棉清理机，具有第二数量个配棉口；

多个第二级籽棉清理机，与所述配棉口一一对应连接，并与该第二级籽棉清理机所供给的轧花机一一对应；

其中，第一数量小于第二数量；针对给定轧花加工能力所确定的籽棉流量，通过并列多个第一级籽棉清理机以减薄第一级籽棉清理的籽棉层厚度；第二级籽棉清理机的数量多于第一级籽棉清理机，而使得第二级籽棉清理机上的籽棉层厚度进一步减薄；

所述配棉机构为水平设置的配棉绞龙；

相应地，第一级籽棉清理机的出棉口位于配棉绞龙的上侧，第二级籽棉清理机则位于配棉绞龙的下侧，并在配棉绞龙的轴向依次排列。

2.根据权利要求1所述的并列式籽棉清理设备，其特征在于，第一数量与第二数量的数量比为1:2。

3.根据权利要求1或2所述的并列式籽棉清理设备，其特征在于，第二级籽棉清理机的进棉口处设有暂存箱，该暂存箱用于承接配棉口。

4.根据权利要求3所述的并列式籽棉清理设备，其特征在于，暂存箱的高度为第二级籽棉清理机机幅的1.25~1.33倍。

5.根据权利要求3所述的并列式籽棉清理设备，其特征在于，暂存箱的侧面板具有透明面板或在侧面板上设有观察窗。

6.根据权利要求3所述的并列式籽棉清理设备，其特征在于，于配棉绞龙配送方向的末端设有溢流棉仓。

7.根据权利要求1所述的并列式籽棉清理设备，其特征在于，第二级籽棉清理机的出棉口连接有加湿器，以在籽棉送入轧花机前进行加湿。

8.根据权利要求7所述的并列式籽棉清理设备，其特征在于，在加湿器入口处设有光电传感器。

9.根据权利要求1所述的并列式籽棉清理设备，其特征在于，第一级籽棉清理机为倾斜式籽棉清理机；

第二级籽棉清理机为三辊籽棉清理机。

10.一种并列式籽棉清理方法，其特征在于，针对给定轧花加工能力所确定的籽棉流量，通过并列多个第一级籽棉清理机以减薄第一级籽棉清理的籽棉层厚度；

通过配棉机构承接第一级籽棉清理机排出的籽棉并向第二级籽棉清理机配送；

其中，第二级籽棉清理机的数量多于第一级籽棉清理机，而使得第二级籽棉清理机上的籽棉层厚度进一步减薄；

第二级籽棉清理机与其所供给的轧花机一一对应。

11.根据权利要求10所述的并列式籽棉清理方法，其特征在于，配棉机构在水平方向配送；

相应地，多个第一级籽棉清理机沿配棉机构配送方向上侧排列；

多个第二级籽棉清理机则沿配棉机构配送方向下侧排列。