CN115029820B - 一种毛毡纤维混合装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种毛毡纤维混合装置及其制备方法，涉及混合毛毡制备领域，本发明中的毛毡纤维混合装置利用外罩、内罩和循环锥筒形成循环通道，利用上进风管和侧进风管提供空气动力，在装置内部形成稳定的循环气流，循环气流不断的将纤维裹挟分散和聚拢，这样更有利于携带分散纤维进行充分碰撞混合，混合过程中产生的纠结成团现象可通过弹棉绳的回弹爆发力进行拆解疏松，本发明中反吹出气组件既可以防止出气过程中纤维吸附堵塞出气孔，又可以保证内罩和外罩之间正常的气压平衡。在充分混合的纤维表面形成疏油涂层后可以有效降低毛毡成品对于油性物质的吸附能力，简化除油步骤，提高除油效率，延长毛毡材料在吸附过滤后的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及混合毛毡材料制备领域，特别涉及一种毛毡纤维混合装置及其制备方法。
背景技术
毛毡材料的制备大致需要经过纤维原料开松、成网、铺网、辊压、针刺、干燥、裁切等诸多步骤。毛毡材料的制备技术现阶段已经较为成熟，上述各步骤均已实现机械化流水线生产，如CN105624923A公开的气流成网机，CN109295614A公开的一种针刺毡加工用立式铺网机等等。但早期单一动物毛纤维原料制备的毛毡材料应用于空气过滤材料领域时已经不能满足需求，为此开发出许多优良人工纤维混合毛毡，如竹炭纤维与化学纤维的混合毛毡，将微孔较多的竹炭纤维混合掺杂混合于化学纤维中制毡，不仅可以获得良好的吸附滤过效果，还可以满足空气过滤材料的轻量化高强度的新需求。
当纤维原料为两种或更多种不同纤维组分时，就需要对不同种的纤维进行充分混合后制毡才能够达到上述优良的吸附效果，如果纤维混合不均匀就会导致毡料的面密度不一致，均一度差，过滤效果大打折扣。现有的一些纤维混合装置，如中国专利CN 209696764U公开了一种纤维材料混合装置，在风力帮助下采用梳理齿通过水平搅拌的方式进行搅拌混合，这种方式虽然也能够混合纤维，但这种机械交错揉捻混合配合无序风力疏散的方法很容易造成混合过程中纤维纠结成团，且搅拌机构和气流很难将纤维团重新分散为单纤维，成团后的纤维与其他单纤维的混合能力较差，最终获得的混合纤维均一度较差，无法满足过滤毡料的制备需要。
另外，现有的过滤毡料在厨房等油烟量大的场合过滤空气后，毡料上会吸附有大量的油性物质，这些油性物质粘性大，一旦吸附在比表面积大的毡料内，极难清理，因此需要对毡料纤维进行疏油处理后才能制备便于除油的毡料，使得毡料能够除油后继续重复利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有纤维混合装置无法持续进行单纤维分散碰撞混合，获得的混合纤维均一度差，且机械挤压揉捻易损伤纤维的缺点进行改进。
为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：
一种毛毡纤维混合装置，包括机架，所述机架上设有环形凹底，所述环形凹底的中央设有喇叭形的内罩，所述环形凹底和内罩设有外罩，所述外罩呈喇叭状且下口宽于上口，所述外罩的四周连通有若干循环混合组件，所述循环混合组件的下口连通于外罩底部外侧，所述循环混合组件的上口连通于外罩顶部外侧，所述外罩的上口连通有预混筒，所述预混筒的顶部连通有上进风管，所述上进风管连接风机，所述预混筒的侧壁连通有若干进料管，所述内罩下设有反吹出气组件，所述反吹出气组件下设有上下往复扩张装置，所述反吹出气组件在上下往复扩张装置的驱动下交替切换反吹模式和出气模式，所述外罩中部的内壁上设有弹棉绳组，所述弹棉绳组在所述上下往复扩张装置的驱动下作脉冲式牵拉回弹动作。
优选地，所述循环混合组件包括循环锥筒，所述循环锥筒呈弧形且下口径大于上口径，循环锥筒的下口连通于外罩底部外侧，循环锥筒的的上口连通于外罩顶部外侧，所述循环锥筒的顶部设有侧进风管，所述侧进风管的进风方向与循环锥管的上口出风方向一致。
优选地，所述弹棉绳组包括若干弹棉绳，所述弹棉绳的两端均设于外罩中部的内壁上，所述弹棉绳设于内罩上方，所述弹棉绳中部下挂有牵拉绳，所述牵拉绳设于内罩顶部外侧，所述牵拉绳的中部与内罩滑动连接，牵拉绳的下端固设于机架上，所述牵拉绳的下部设有T形件，所述T形件的内端转动连接有滚轮，所述滚轮滚动连接于上下往复扩张装置顶部及外侧。
优选地，所述上下往复扩张装置包括设于机架下部中央的气缸，所述气缸的伸缩杆顶端设有横座，所述横座的顶部中央设有中隔板，所述横座的两侧对称铰接有两个撑杆，所述撑杆内侧下部与中隔板之间设有弹簧，所述撑杆内侧上部设有挡片，所述撑杆的两端均为圆弧状，所述撑杆的外侧设有滑轨，所述滑轨与挡片固连，所述滚轮滚动连接于滑轨内。
优选地，所述反吹出气组件包括设于中隔板顶部的主管，主管的顶部开设有出气口，主管的下部连通有进气管，所述内罩顶部下设有圆柱滑槽，所述主管顶部设有两个密封圆片，所述密封圆片均与圆柱滑槽的内壁滑动连接，两个密封圆片分别设于出气口的上下，所述内罩的上部四周设有若干出气孔，所述出气孔均连通圆柱滑槽。
优选地，所述预混筒与外罩的交接部内壁设有止逆环，所述环形凹底上设有出料口。
优选地，所述进料管包括对向设置的进料管一和进料管二，所述进料管一和进料管二由风力驱动进料。
一种便于除油的毛毡材料的制备方法，采用上述毛毡纤维混合装置进行不同种类的纤维混合后制备毛毡，具体步骤如下：
(1)采用开松机将干燥的竹炭纤维和尼龙纤维分别疏松后通过管道由风力输送至毛毡纤维混合装置；
(2)竹炭纤维和尼龙纤维同时输送进入毛毡纤维混合装置的预混筒内进行旋转预混合，随后上进风管将预混合后的纤维混合物向下吹入外罩和内罩之间的腔体内，纤维混合物向下经过弹棉绳时被再次疏松分离为细密的混合纤维气流向下运动直至环形凹底，混合纤维气流再分散进入各个循环锥筒下口并上行进入上口后重新汇入内罩和外罩之间的腔体内，经弹棉绳组再次处理后进行循环混合操作，直至两种纤维充分混合；
(3)将充分混合后的纤维经过疏油整理剂浸泡处理4h后离心去除整理剂，烘干混合纤维，在混合纤维表面形成疏油涂层；
(4)将整理剂处理后的混合纤维由出料口直接送入气流成网机的风箱出风道内，由气流成网机将混合纤维铺网制备单层棉网，单层棉网再经铺网机重叠复合制备获得毛毡毛坯；
(5)毛毡毛坯再经辊压、针刺、干燥、裁切等步骤制备获得便于除油的毛毡材料。
本发明获得的有益效果：
本发明中的毛毡纤维混合装置利用外罩、内罩和循环锥筒形成循环通道，利用上进风管和侧进风管提供空气动力，在装置内部形成稳定的循环气流，循环气流不断的将纤维裹挟分散和聚拢，这样更有利于携带分散纤维进行充分碰撞混合，混合过程中产生的纠结成团现象可通过弹棉绳的回弹爆发力进行拆解疏松，维持纤维的分散状态，有利于分散后的纤维随循环气流多次重复循环碰撞混合，使得纤维可充分混合，混合纤维原料均一度更好。在充分混合的纤维表面形成疏油涂层后可以有效降低毛毡成品对于油性物质的吸附能力，简化除油步骤，提高除油效率，延长毛毡材料在吸附过滤后的使用寿命。
本发明中反吹出气组件交替切换反吹模式和出气模式，既可以防止出气过程中纤维吸附堵塞出气孔，又可以保证内罩和外罩之间正常的气压平衡，能够最大限度的减小排气对整个循环气流的扰动，不干扰纤维的分散碰撞混合。反吹落下的纤维重新滑入环形凹底进入循环锥筒，防止出气网堵塞。止逆环可以防止纤维向上逆行，影响混合纤维的混合比例。本发明采用风力驱动，对纤维的损伤极小，不会产生机械揉捻对纤维表面的伤害或纤维的大概率断裂。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为图2中D-D向剖视图；
图4为图2中C-C向剖视图；
图5和图6为本发明的内部结构示意图。
其中，1-机架，2-外罩，21-止逆环，3-环形凹底，31-内罩，32-出气孔，33-出料口，34-圆柱滑槽，4-循环锥筒，41-侧进风管，5-预混筒，51-进料管一，52-进料管二，6-上进风管，7-气缸，71-横座，72-中隔板，73-弹簧，74-撑杆，741-滑轨，742-挡片，75-主管，751-出气口，752-进气管，76-密封圆片，8-牵拉绳，81-T形件，82-弹棉绳，83-滚轮。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1：如图1～6所示，本发明中使用的毛毡纤维混合装置包括机架1，所述机架1上设有环形凹底3，所述环形凹底3的中央设有喇叭形的内罩31，所述环形凹底3和内罩31设有外罩2，所述外罩2呈喇叭状且下口宽于上口，所述外罩2的四周连通有若干循环混合组件，所述循环混合组件的下口连通于外罩2底部外侧，所述循环混合组件的上口连通于外罩2顶部外侧，所述外罩2的上口连通有预混筒5，所述预混筒5的顶部连通有上进风管6，所述上进风管6连接风机，所述预混筒5的侧壁连通有对向设置的进料管一51和进料管二52，所述进料管一51和进料管二52由风力驱动进料。所述预混筒5与外罩2的交接部内壁设有止逆环21，所述环形凹底3上设有出料口33。所述内罩31下设有反吹出气组件，所述反吹出气组件下设有上下往复扩张装置，所述反吹出气组件在上下往复扩张装置的驱动下交替切换反吹模式和出气模式，所述外罩2中部的内壁上设有弹棉绳组，所述弹棉绳组在所述上下往复扩张装置的驱动下作脉冲式牵拉回弹动作。
本实施例中，所述循环混合组件包括循环锥筒4，所述循环锥筒4呈弧形且下口径大于上口径，循环锥筒4的下口连通于外罩2底部外侧，循环锥筒4的的上口连通于外罩2顶部外侧，所述循环锥筒4的顶部设有侧进风管41，所述侧进风管41的进风方向与循环锥管的上口出风方向一致。
本实施例中，所述弹棉绳组包括若干弹棉绳82，所述弹棉绳82的两端均设于外罩2中部的内壁上，所述弹棉绳82设于内罩31上方，所述弹棉绳82中部下挂有牵拉绳8，所述牵拉绳8设于内罩31顶部外侧，所述牵拉绳8的中部与内罩31滑动连接，牵拉绳8的下端固设于机架1上，所述牵拉绳8的下部设有T形件，所述T形件的内端转动连接有滚轮83，所述滚轮83滚动连接于上下往复扩张装置顶部及外侧。
本实施例中，所述上下往复扩张装置包括设于机架1下部中央的气缸7，所述气缸7的伸缩杆顶端设有横座71，所述横座71的顶部中央设有中隔板72，所述横座71的两侧对称铰接有两个撑杆74，所述撑杆74内侧下部与中隔板72之间设有弹簧73，所述撑杆74内侧上部设有挡片742，所述撑杆74的两端均为圆弧状，所述撑杆74的外侧设有滑轨741，所述滑轨741与挡片742固连，所述滚轮83滚动连接于滑轨741内。
本实施例中，所述反吹出气组件包括设于中隔板72顶部的主管75，主管75的顶部开设有出气口751，主管75的下部连通有进气管752，所述内罩31顶部下设有圆柱滑槽34，所述主管75顶部设有两个密封圆片76，所述密封圆片均与圆柱滑槽34的内壁滑动连接，两个密封圆片76分别设于出气口751的上下，所述内罩31的上部四周设有若干出气孔32，所述出气孔32均连通圆柱滑槽34。采用上述毛毡纤维混合装置进行两种纤维混合后制备毛毡，具体步骤如下：
(1)采用开松机将干燥的竹炭纤维和尼龙纤维分别疏松后，通过管道由风力输送至毛毡纤维混合装置内进行纤维混合操作；
(2)混合纤维前，打开外部风机和电机7，由上进风管6和侧进风管41分别通入空气，再由进料管一51和进料管二52将开松机输送后的竹炭纤维和尼龙纤维采用风力分别送入预混筒5内，由于进料管一51和进料管二52是对向对称设置，会产生空气涡旋，促进两种纤维的预混合，上进风管6的风力将预混筒5内的纤维下压吹入内罩31和外罩2之间的腔体内，此时由于侧进风管41也倾斜向下正压送风，纤维不会由循环锥筒4的上口进入循环锥筒4，仅会下行经过弹棉绳82。
将进气管752连通高压气泵，打开气缸7，当气缸7伸缩杆上行时，横座71随之上移，由于撑杆74顶部的“y”形构造顶住了滚轮83，在横座71上移时，撑杆74的下部绕铰接部位转动，撑杆74的顶端顶住滚轮83向两侧撑开，直至两侧的撑杆74呈水平位置或接近水平位置，此时，两根牵拉绳8之间的间距被撑开到最大，牵拉绳8被向下牵拉至最大位移，最后横座71继续上移一小段距离，滚轮83便会沿滑轨741滚动绕过撑杆74的顶部弧形部位，滚入撑杆74下方的滑轨741内，此时，撑杆74的顶部失去滚轮83和T形件的挤压支撑，撑杆74在弹簧73的作用下立即向中隔板72快速复位，两根牵拉绳8失去两个撑杆74的支撑后也快速复位，牵拉绳8不再受到牵拉，牵拉绳8和弹棉绳82爆发式地向上回弹，以弹散附着在弹棉绳82上的成团纤维。随后气缸7伸缩杆回缩，横座71及撑杆74下行，滚轮83沿滑轨741向上滚动，直至绕过撑杆74的顶部卡入撑杆74顶部和挡片742之间的夹角内，完成复位后等待下次撑杆74的撑开，这样随着气缸7的反复上下行牵拉绳8即可作脉冲式牵拉回弹动作，不断重复上述动作，牵拉绳8和弹棉绳82就会不断重复完成脉冲式牵拉回弹动作，以疏松拆散下行的纤维团。
主管75在初始位置时，高压气体通过进气管752进入主管75并由出气口751喷出，由于出气口751上下的密封圆片76阻挡，高压气体只能由四周的出气孔32向内罩31和外罩2之间喷出，反向吹掉附着在出气孔32上的纤维，防止出气孔32堵塞，即为反吹模式。在横座71上移的同时，横座71上的中隔板72也随之上移，中隔板72上的主管75也随之上行，主管75带动两个密封圆片76在圆柱滑槽34内滑动上移，直至两个密封圆片76均移动至出气孔32上方，此时在圆柱滑槽34的封堵下，高压气体无法喷出，而密封圆片76下方的出气孔32则通过圆柱滑槽34与外界连通，内罩31和外罩2之间的空气通过出气孔32排出，即为出气模式。当主管75随中隔板72下移时，两个密封圆片76又会下移至出气孔32的上下，高压气体又会反吹出气孔32，切换至反吹模式，如此，随着气缸7的上下伸缩，反吹模式和出气模式交替切换，这样既可以防止出气过程中纤维吸附堵塞出气孔32，又可以保证内罩31和外罩2之间正常的气压平衡，能够最大限度的减小排气对整个循环气流的扰动，不干扰纤维的分散碰撞混合。
拆散后的纤维经过弹棉绳82下行，在内罩31的作用下，向四周分散，经过环形凹底3，进入循环锥筒4的下口，由于循环锥筒4的下口宽，上口窄，再加上侧进风管41不断吹风，使得循环锥筒4的上口压强明显低与下口的压强，气流裹携着分散的纤维经过循环锥筒4上行，由循环锥筒4的上口重新进入外罩2内，多个循环锥筒4的上口排出的纤维重新相互碰撞混合后下行，经弹棉绳82弹散后随循环气流充分混合。止逆环21可以防止纤维上行进入预混筒5内。
纤维循环混合完毕后，关闭侧进风管41，打开出料口33，风力会将纤维混合物由出料口33吹出，此时收集纤维混合物或直接将混合后的疏松纤维通入气流成网机进行后续的成网操作。
(3)将充分混合后的纤维经过疏油整理剂浸泡处理4h后，3000rpm离心20min去除多余的整理剂，50℃烘干混合纤维，在混合纤维表面形成疏油涂层；疏油整理剂采用市售的疏水疏油织物整理剂。
(4)将整理剂处理后的混合纤维由出料口直接送入气流成网机的风箱出风道内，由气流成网机将混合纤维铺网制备单层棉网，单层棉网再经铺网机重叠复合制备获得毛毡毛坯；
(5)毛毡毛坯再经辊压、针刺、干燥、裁切等步骤制备获得便于除油的毛毡材料。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种毛毡纤维混合装置，其特征在于，包括机架(1) ，所述机架(1)上设有环形凹底(3)，所述环形凹底(3)的中央设有喇叭形的内罩(31)，所述环形凹底(3)和内罩(31)设有外罩(2)，所述外罩(2)呈喇叭状且下口宽于上口，所述外罩(2)的四周连通有若干循环混合组件，所述循环混合组件的下口连通于外罩(2)底部外侧，所述循环混合组件的上口连通于外罩(2)顶部外侧，所述外罩(2)的上口连通有预混筒(5)，所述预混筒(5)的顶部连通有上进风管(6) ，所述上进风管(6)连接风机，所述预混筒(5)的侧壁连通有若干进料管，所述内罩(31)下设有反吹出气组件，所述反吹出气组件下设有上下往复扩张装置，所述反吹出气组件在上下往复扩张装置的驱动下交替切换反吹模式和出气模式，所述外罩(2)中部的内壁上设有弹棉绳组，所述弹棉绳组在所述上下往复扩张装置的驱动下作脉冲式牵拉回弹动作；
所述弹棉绳组包括若干弹棉绳(82)，所述弹棉绳(82)的两端均设于外罩(2)中部的内壁上，所述弹棉绳(82)设于内罩(31)上方，所述弹棉绳(82)中部下挂有牵拉绳(8)，所述牵拉绳(8)设于内罩(31)顶部外侧，所述牵拉绳(8)的中部与内罩(31)滑动连接，牵拉绳(8)的下端固设于机架(1)上，所述牵拉绳(8)的下部设有T形件(81)，所述T形件(81)的内端转动连接有滚轮(83)，所述滚轮(83)滚动连接于上下往复扩张装置顶部及外侧；
所述上下往复扩张装置包括设于机架(1)下部中央的气缸(7)，所述气缸(7)的伸缩杆顶端设有横座(71)，所述横座(71)的顶部中央设有中隔板(72)，所述横座(71)的两侧对称铰接有两个撑杆(74)，所述撑杆(74)内侧下部与中隔板(72)之间设有弹簧(73) ，所述撑杆(74)内侧上部设有挡片(742) ，所述撑杆(74)的两端均为圆弧状，所述撑杆(74)的外侧设有滑轨(741)，所述滑轨(741)与挡片(742)固连，所述滚轮(83)滚动连接于滑轨(741)内；
所述反吹出气组件包括设于中隔板(72)顶部的主管(75)，主管(75)的顶部开设有出气口(751)，主管(75)的下部连通有进气管(752)，所述内罩(31)顶部下设有圆柱滑槽(34)，所述主管(75)顶部设有两个密封圆片(76)，所述密封圆片均与圆柱滑槽(34)的内壁滑动连接，两个密封圆片(76)分别设于出气口(751)的上下，所述内罩(31)的上部四周设有若干出气孔(32)，所述出气孔(32)均连通圆柱滑槽(34)。
2.根据权利要求1中所述的一种毛毡纤维混合装置，其特征在于：所述循环混合组件包括循环锥筒(4)，所述循环锥筒(4)呈弧形且下口径大于上口径，循环锥筒(4)的下口连通于外罩(2)底部外侧，循环锥筒(4)的的上口连通于外罩(2)顶部外侧，所述循环锥筒(4)的顶部设有侧进风管(41)，所述侧进风管(41)的进风方向与循环锥管的上口出风方向一致。
3.根据权利要求1中所述的一种毛毡纤维混合装置，其特征在于：所述预混筒(5)与外罩(2)的交接部内壁设有止逆环(21)，所述环形凹底(3)上设有出料口(33)。
4.根据权利要求1中所述的一种毛毡纤维混合装置，其特征在于：所述进料管包括对向设置的进料管一(51)和进料管二(52)，所述进料管一(51)和进料管二(52)由风力驱动进料。
5.一种便于除油的毛毡材料的制备方法，其特征在于，采用权利要求1～4中任一项所述毛毡纤维混合装置进行不同种类的纤维混合后制备毛毡，具体步骤如下：
(1)采用开松机将干燥的竹炭纤维和尼龙纤维分别疏松后通过管道由风力输送至毛毡纤维混合装置；
(2)竹炭纤维和尼龙纤维同时输送进入毛毡纤维混合装置的预混筒内进行旋转预混合，随后上进风管将预混合后的纤维混合物向下吹入外罩和内罩之间的腔体内，纤维混合物向下经过弹棉绳时被再次疏松分离为细密的混合纤维气流向下运动直至环形凹底，混合纤维气流再分散进入各个循环锥筒下口并上行进入上口后重新汇入内罩和外罩之间的腔体内，经弹棉绳组再次处理后进行循环混合操作，直至两种纤维充分混合；
(3)将充分混合后的纤维经过疏油整理剂浸泡处理4h后离心去除整理剂，烘干混合纤维，在混合纤维表面形成疏油涂层；
(4)将整理剂处理后的混合纤维由出料口直接送入气流成网机的风箱出风道内，由气流成网机将混合纤维铺网制备单层棉网，单层棉网再经铺网机重叠复合制备获得毛毡毛坯；
(5)毛毡毛坯再经辊压、针刺、干燥、裁切等步骤制备获得便于除油的毛毡材料。
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