CN115418727B - 一种机采棉籽棉异性纤维清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机采棉籽棉异性纤维清理装置，包括外壳，外壳内设有清理组件，清理组件包括沿籽棉的流向依次设置有机械清理部、气流清理部及静电清理部，气流清理部与静电清理部内的落棉通道连通，落棉通道的至少一侧设有与转动驱动件连接的接地辊，接地辊具有伸入落棉通道的部分，接地辊一侧设有高压静电棒，接地辊的另一侧设有与供风系统连接的风刀口以使得接地辊吸附的异性纤维被能够被吹离，采用本发明的清理装置清除效率高。

Description

一种机采棉籽棉异性纤维清理装置

技术领域

本发明涉及棉花加工设备技术领域，具体涉及一种机采棉籽棉异性纤维清理装置。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

籽棉异性纤维俗称“三丝”，是指混入棉花中的非棉纤维和非本色棉纤维，如化学纤维、毛发、丝、麻、塑料膜、塑料绳、染色线(绳、布块)等。籽棉在采摘、贮存、运输、交易过程中容易混入各种异性纤维。

机械化采摘棉花已经得到广泛应用，棉花种植过程中普遍采用地膜覆盖技术，在进行机械化采摘棉花时，不可避免地将地膜混入棉花当中，因此地膜成为机采棉中最主要的异性纤维来源。这给棉花加工企业特别是棉纺织企业带来极大危害。无论在棉花加工还是在棉纺织加工中都需要对棉花中的异性纤维进行清除。

在棉花加工工艺中清除异性纤维，目前大都采用的是机械和气流的方式进行清除，这种方式能够有效清除籽棉中的异性纤维，满足了部分需求，但发明人发现，上述清除方式的实际清除效率较低，最高只有50％～60％。籽棉中仍含有不少异性纤维。其它清除方式如通过图像识别异性纤维，再进行高速气流清除，投入成本高，识别和清除的精确度都很难保证，得不到广泛应用。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种机采棉籽棉异性纤维清理装置，能够有效提升清除效率，保证棉花产品质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案

本发明的实施例提供了一种机采棉籽棉异性纤维清理装置，包括外壳，外壳内设有清理组件，清理组件包括沿籽棉的流向依次设置有机械清理部、气流清理部及静电清理部，气流清理部与静电清理部内的落棉通道连通，落棉通道的至少一侧设有与转动驱动件连接的接地辊，接地辊具有伸入落棉通道的部分，接地辊一侧设有高压静电棒，接地辊的另一侧设有与供风系统连接的风刀口以使得接地辊吸附的异性纤维被能够被吹离。

可选的，清理组件设置多组，机械清理部的上游设置有分棉机构以将进入架体的籽棉分流进入不同的清理组件。

可选的，所述分棉机构包括多组喂棉辊组件，喂棉辊组件与机械清理部的进料端相对应，喂棉辊组件包括成对使用的两个喂棉辊，喂棉辊与喂棉驱动件连接以使得两个喂棉辊相向转动。

可选的，所述架体上还设置有进棉部，进棉部内部设置有最高料位检测元件和最低料位检测元件。

可选的，所述机械清理机构包括多个与机械清理驱动件连接的刺钉辊，每个刺钉辊下方均设有排杂格栅，排杂格栅下方设有杂质收集仓，杂质收集仓底部设有杂质出料机构。

可选的，所述气流清理部包括设置在机械清理机构出料端一侧的气流清理腔体，气流清理腔体与架体固定，气流清理腔体与供风系统连接。

可选的，气流清理腔体设置有排杂口以使得在气流作用下与籽棉分离的杂质能够通过排杂口排出。

可选的，静电清理部对应的外壳内部设置有防静电挡板，防静电挡板围合成落棉通道，其中落棉通道的两侧均设置有接地辊，两个接地辊错开设置，防静电挡板设置有用于接地辊部分伸入落棉通道的缺口，与接地辊相对设置的高压静电棒安装在防静电挡板上以使得落棉通道内产生高压静电场。

可选的，接地辊一侧设置有高压静电棒，另一侧的上方设置有风刀口，风刀口的下方设置有排杂通道，风刀口能够将接地辊上吸附的异性纤维吹入排杂通道。

可选的，接地辊通过轴承组件与静电清理部对应的外壳转动连接，轴承组件与接地线的一端连接，接地线的另一端接地。

本发明的有益效果：

1.本发明的异性纤维清理装置，通过设置静电清理部，静电清理部内设置有高压静电棒和接地辊，能够在机械清理和气流清理的基础上再进行静电清理，三种清理方式相结合，提高了籽棉异性纤维的清除效率，而且通过增加静电清理的方式，与采用图像识别的方式相比，投入成本低，清除率能够得到保证。

2.本发明的异性纤维清理装置，通过设置杂质收集仓、杂质出料机构，能够对机械清理产生的杂质进行集中收集，在气流清理部设置排杂口，能够对气流清理产生的杂质进行集中收集，通过风刀口和排杂通道的设置，能够对静电清理产生的杂质进行集中收集，方便后续对杂质的集中处理，避免了杂质扩散到外周的环境中。

3.本发明的异性纤维清理装置，落棉通道两侧均设置有接地辊，且两侧的接地辊错开设置，能够实现两道静电清理，且对籽棉两侧均能够进行静电清理，清理效果好。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1整体结构示意图；

其中，1.外壳，2.进棉箱，3.进棉口，4.最高料位检测元件，5.最低料位检测元件，6.喂棉辊，7.刺钉辊，8.排杂格栅，9.分隔板，10.杂质收集仓，11.杂质排出机构，12.第一腔部，13.第二腔部，14.进风通道，15.排杂口，16.防静电挡板，17.第一接地辊，18.第二接地辊，19.风刀口，20.异性纤维排杂口，21.出棉口。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种机采棉籽棉异性纤维清理装置，如图1所示，包括外壳1，外壳1的顶部设置有进棉部，进棉部采用截面为长方形的的进棉箱2，进棉箱2的顶端作为进棉口3，进棉箱2的底端通过一个锥形的渐扩段连接外壳1的顶部壳壁，待进行清理的籽棉能够通过进棉箱进入外壳内部。

本实施例中，所述进棉箱上设置有观察窗，用于观察进棉的情况，进棉时，子棉能够沿进棉箱水平截面充满进棉箱2，进棉箱2内部还设有最高料位检测元件4和最低料位检测元件5，最高料位检测元件4位于最低料位检测元件5上方，最高料位检测元件4和最低料位检测元件5均采用光电传感器，当最高料位检测元件4的光电传感器发射出的射线被籽棉阻挡，证明进棉箱2内籽棉达到最高料位，此时需要停止进棉，当最高料位检测元件4和最低料位检测元件5的光电传感器发射出的射线均没有被籽棉阻挡，证明进棉箱2内籽棉低于最低料位，此时需要加快进棉速度。

通过设置最高料位检测元件4和最低料位检测元件5，能够控制籽棉的喂入量。

外壳1内设置有多组清理组件，清理组件包括沿籽棉的流向由上至下依次设置的机械清理部、气流清理部以及静电清理部。

本实施例中，设置两组清理组件，两组清理组件对称设置。

清理组件与进棉部之间设置有分棉机构以将由进棉部送入的籽棉分配进入不同的清理组件。

由于外壳内设置了两组清理组件，因此所述分棉机构设置有两组喂棉辊组件，其中一组喂棉辊组件与一个清理组件的机械清理部的进料端对应，另一组喂棉辊组件与另一个清理组件的机械清理部的进料端相对应。

本实施例中，喂棉辊组件包括成对设置的两个喂棉辊6，位于外侧的喂棉辊6的高度高于内侧的喂棉辊6的高度，使得两组喂棉辊组件的四个喂棉辊6呈V型分布。

所述喂棉辊6与外壳1转动连接并且与喂棉驱动件连接，喂棉驱动件能够带动两个喂棉辊做反向的相向转动，从而将籽棉送入机械清理部的进料端。

本实施例中，喂棉辊6的端部通过转轴和轴承与外壳1转动连接，两个喂棉辊6的转轴一端伸出至外壳外部并通过齿轮啮合，进而实现同步反向转动，其中一个喂棉辊6的转轴与电机连接，电机能够带动该喂棉辊转动，电机和两个齿轮共同构成了喂棉驱动件。本实施例中与喂棉辊6连接的电机采用变频器控制的电机，转速能够调节，进而控制两个清理组件的喂棉量。

通过设置分棉机构，将进棉箱进入的籽棉分为两部分，能够减少棉层的厚度，便于后续的清理。

两组喂棉辊组件和喂棉驱动件的结构完全相同，因此另一组喂棉辊组件和喂棉驱动件的结构在此不进行重复叙述。

在其他一些实施例中，每个喂棉辊6可均配置由变频器控制的电机，电机以驱动其转动。

喂棉辊组件的下方设置有机械清理部，喂棉辊组件的两个喂棉辊之间的位置与机械清理部的进料端相对应。

籽棉经过进棉部进入分棉机构后，能够在两组喂棉辊组件的作用下，形成两道棉流，分别进入两个机械清理部。

所述机械清理部包括三个刺钉辊7，刺钉辊7采用现有结构即可，沿外壳1中心向外侧的方向，三个刺钉辊7的高度逐渐升高，使得两个机械清理部的六个刺钉辊7呈与喂棉辊相匹配的V型分布。

刺钉辊7的两端通过转轴和轴承与外壳1转动连接，每个刺钉辊7均与设置在外壳1的机械清理驱动件连接，机械清理驱动件采用电机、减速机。

在其他一种实施方式中，其中最内侧的刺钉辊的转轴伸出至外壳外部并通过皮带传动机构与安装在下述的杂质收集仓下方架体的电机连接，三个刺钉辊的转轴伸出至外壳外部并通过同步带连接，以实现同步同向转动。

每个刺钉辊7的下方均设置有排杂格栅8，排杂格栅8由多个间隔设置的圆格条构成，圆格条为截面为圆形的实心杆，多个圆格条沿与刺钉辊7相匹配的弧线分布，排杂格栅两端与外壳1固定连接。多个圆格条之间还设置有多个加强板，多个加强板沿圆格条的轴线方向设置，加强板通过设置的与圆格条相匹配的弧形槽与圆格条固定，加强板用于对圆格条进行加固，防止其工作时产生变形，同时还能保证相邻圆格条之间的距离。

机械清理驱动件带动三个刺钉辊7做同向转动，籽棉在刺钉辊7的作用下，在刺钉辊7和排杂格栅8之间由外壳内侧向外侧方向运动，刺钉辊7能够对籽棉进行开松，同时，在排杂格栅8的阻挡作用下，能够分离出籽棉中的叶屑、碎秸秆、不孕籽、尘土等杂质。

籽棉经过刺钉辊7的开松后，能够形成较薄的散状棉层。

为了防止两个机械清理部工作相互影响，两个机械清理部之间设置有一个倒V型的分隔板9，分隔板9与外壳1固定。

两个机械清理部的下方设置有杂质收集仓10，本实施例中，杂质收集仓10采用V型板，V型板与外壳1固定连接。

杂质收集仓10的底部设置有杂质排出机构11，本实施例中，杂质排出机构11可采用现有的螺旋输送机，螺旋输送机的螺旋轴伸入杂质收集仓10底部，螺旋输送机的壳体与外壳1固定连接。

被排杂格栅8阻挡的杂质能够在自身重力的作用下落入杂质收集仓10，并沿杂质收集仓10的仓壁滑落至杂质排出机构11，利用杂质排出机构11送出至外壳1外部。

所述机械清理部的出料端一侧的外壳1上设置有出口，外壳的侧部设置气流清理部，气流清理部包括气流清理腔体，气流清理腔体固定在外壳1的侧部并且通过出口与机械清理部的出料端相连通。

机械清理部送出的开松后的籽棉能够进入气流清理腔体。

所述气流清理腔体包括第一腔部12和第二腔部13，第一腔部12靠近外壳1设置，第一腔部12的底端作为籽棉出口，外壳上设置有进风通道14，进风通道14位于杂质收集仓10的下方，进风通道14通过风管与供风系统连接，本实施例中，供风系统采用离心式通风机，能够相气流清理腔体内通入设定压力的气流。

风管上安装有调节阀，用于调节气流速度。

本实施例中，进风通道14通过气流清理腔体12靠近外壳的腔壁设置的进风口与气流清理腔体12连通，进风口的轴线水平设置，即进风口的轴线垂直于籽棉的流动方向，

进入第一腔部12的籽棉在自身重力作用下竖直下落，受到水平横向气流作用，气流穿透棉层，将棉层中的地膜等一部分异性纤维分离出来，分离出的异性纤维进入第二腔部13并在自身重力作用下下落，实现了籽棉和异性纤维的初步分离。

第二腔部的底端作为排杂口15，进入第二腔部13的异性纤维在自身重力下落后，能够通过排杂口15排出。

所述静电清理部设置在气流清理部的下方，静电清理部对应的外壳内部设置有两个防静电挡板16，防静电挡板16采用多孔板，两个防静电挡板16围合成落棉通道，落棉通道顶端通过连接通道与第一腔部12的底端连通，连接通道能够将第一腔部12下落的籽棉导入落棉通道中。

所述落棉通道的两侧均设置有接地辊，分别为第一接地辊17和第二接地辊18，其中第一接地辊17的安装高度高于第二接地辊18的安装高度。

第一接地辊17和第二接地辊18均通过轴承组件与气流清理部对应的外壳部分转动连接，且第一接地辊17和第二接地辊18均与转动驱动件连接，转动驱动件能够带动第一接地辊17和第二接地辊18绕自身轴线转动。

本实施例中，转动驱动件采用电机、减速机，接地辊与外壳1之间的轴承组件的轴承螺栓与接地线的一端连接，接地线的另一端接地，实现了接地辊的接地设置。

在其他一种实施方式中，第一接地辊和第二接地辊通过链传动机构连接，其中一个接地辊与电机、减速机连接,链传动机构的传动链利用安装在静电清理部外壳上的张紧链轮进行张紧。

本实施例中，落棉通道的两个防静电挡板均设置有缺口，缺口使得第一接地辊17和第二接地辊18的部分能够伸入落棉通道中以对落棉通道中落下的异性纤维进行吸附。

第一接地辊17和第二接地辊18的一侧均设置有高压静电棒，高压静电棒与接地辊相对设置，本实施例中，高压静电棒安装在防静电挡板16上，高压静电棒能够使得落棉通道中产生高压静电场。

含杂棉层竖直下落，在经过高压静电场时，由于籽棉和地膜的带电荷能力不同，地膜被吸附在接地辊上，籽棉则继续下落，经过落棉通道底端的出棉口排出。

第一接地辊17的一侧设置有高压静电棒，第一接地辊的另一侧上方设置有风刀口19，风刀口19的出风端竖直设置，风刀口19通过管路与供风系统连接。

第一接地辊17转动经过落棉通道内部，对地膜等异性纤维进行吸附，然后继续转动，当地膜等异性纤维随第一接地辊17转动至风刀口19下方时，风刀口19吹出的气流将地膜等异性纤维吹离第一接地辊17。

风刀口19的正下方设置有排杂通道，排杂通道的底端作为异性纤维排杂口20，被风刀口19吹离第一接地辊17的异性纤维通过排杂通道和异性纤维排杂口20排出。

相应的，第二接地辊18也配套设置相应的风刀口19和排杂通道，设置方式与第一接地辊17配套的风刀口19和排杂通道的设置方式相同，在此不进行重复叙述。

因此本实施例中，落棉通道的两侧均设置有排杂通道。

使用时，落棉通道的底端为出棉口21，在落棉通道的下方将籽棉进行收集，在排杂通道底端、气流清理部的排杂口15下方及杂质出料机构11的出料口处对清除的杂质进行收集。

本实施例中，落棉通道两侧均设置接地辊，且两侧的接地辊错开设置，能够实现两道静电清理，且对籽棉两侧均能够进行静电清理，清理效果好。

本实施例的工作方法为：

待清除异性纤维的籽棉通过进棉箱进入分棉机构，分棉机构对籽棉进行分流，分别将籽棉流向两个清理组件，两个清理组件的工作原理相同，以其中一个清理组件的工作原理为例进行说明：

两个喂棉辊6带动籽棉进入机械清理部，在刺钉辊7的作用下，籽棉在刺钉辊7与排杂格栅8之间的空间朝向机械清理部的出料端方向进行运动，刺钉辊7对籽棉进行开松，同时，排杂格栅8阻挡籽棉中的叶屑、碎秸秆、不孕籽、尘土等杂质，籽棉经过开松后，形成较薄的散状棉层，进入气流清理腔的第一腔部12，排杂格栅8阻挡的杂质经过杂质收集仓10下落后进入杂质排出机构11，有杂质排出机构11运送至外壳1外部。

进入第一腔部12的棉层在自身重力作用下下落，同时供气系统通过进风通道14和进风口通入水平向的气流，水平向的气流穿透棉层，将棉层中的地膜等一部分异性纤维吹入第二腔部13实现了籽棉和异性纤维的初步分离，第二腔部13内的异性纤维在自身重力作用下下落经过排杂口15排出。

初步分离异性纤维后的棉层继续竖直下落，通过连接通道进入静电清理部的落棉通道，高压静电棒通电后在落棉通道内产生高压静电场，由于籽棉和地膜等异性纤维的带电荷能力不同，地膜等异性纤维被吸附到第一接地辊17和第二接地辊18上，第一接地辊17和第二接地辊18转动，将吸附的地膜等异性纤维转动至风刀口19下方，风刀口19吹出的气流将地膜等异性纤维与接地辊分离，进入排杂通道，然后通过异性纤维排杂口20排出，棉层则继续沿落棉通道下落，直至从出棉口21排出。

采用本实施例的清理装置，在机械清理和气流清理的基础上，增加了静电清理，提高了籽棉异性纤维的清除效率，清除率最高可达85％以上。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (1)

1.一种机采棉籽棉异性纤维清理装置，其特征在于，包括外壳和架体，外壳内设有两组清理组件，两组清理组件对称设置，清理组件包括沿籽棉的流向由上至下依次设置的机械清理部、气流清理部及静电清理部，机械清理部的上游设置有分棉机构以将进入架体的籽棉分流进入两组清理组件，所述分棉机构包括两组喂棉辊组件，一组喂棉辊组件与一组清理组件的机械清理部的进料端相对应，另一组喂棉辊组件与另一组清理组件的机械清理部的进料端相对应，喂棉辊组件包括成对使用的两个喂棉辊，喂棉辊与喂棉驱动件连接以使得两个喂棉辊相向转动；

所述架体上还设置有进棉部，进棉部内部设置有最高料位检测元件和最低料位检测元件；

两组机械清理部之间设置有一个倒V型的分隔板，分隔板与外壳固定；

所述机械清理部包括多个刺钉辊，每个刺钉辊的两端通过转轴和轴承与外壳转动连接，每个刺钉辊均与设置在外壳的机械清理驱动件连接，每个刺钉辊下方均设有排杂格栅，排杂格栅由多个间隔设置的圆格条构成，圆格条为截面为圆形的实心杆，多个圆格条沿与刺钉辊相匹配的弧线分布，排杂格栅两端与外壳固定连接，排杂格栅下方设有杂质收集仓，杂质收集仓底部设有杂质出料机构；

机械清理部的出料端一侧的外壳上设置有出口，外壳的侧部设置气流清理部；所述气流清理部包括设置在机械清理部出料端一侧的气流清理腔体，气流清理腔体与架体固定，所述气流清理腔体包括第一腔部和第二腔部，第一腔部靠近外壳设置，第一腔部的底端作为籽棉出口，第二腔部的底端作为排杂口，外壳上设置有进风通道，进风通道位于杂质收集仓的下方，进风通道通过风管与供风系统连接；进风通道通过气流清理腔体靠近外壳的腔壁设置的进风口与气流清理腔体连通，进风口的轴线水平设置；

所述静电清理部设置在气流清理部的下方，静电清理部对应的外壳内部设置有两个防静电挡板，防静电挡板围合成落棉通道，落棉通道顶端通过连接通道与第一腔部的底端连通，连接通道能够将第一腔部下落的籽棉导入落棉通道中；其中落棉通道的两侧均设置有接地辊，两侧的接地辊错开设置，防静电挡板设置有用于接地辊部分伸入落棉通道的缺口；落棉通道的底端为出棉口；

气流清理部与静电清理部内的落棉通道连通，接地辊一侧设有高压静电棒，高压静电棒安装在防静电挡板上以使得落棉通道内产生高压静电场，接地辊另一侧上方设有与供风系统连接的风刀口以使得接地辊吸附的异性纤维能够被吹离，风刀口的下方设置有排杂通道，风刀口能够将接地辊上吸附的异性纤维吹入排杂通道，排杂通道的底端作为异性纤维排杂口；

两个接地辊通过轴承组件与静电清理部对应的外壳转动连接，且两个接地辊均与转动驱动件连接，转动驱动件能够带动两个接地辊绕自身轴线转动，轴承组件与接地线的一端连接，接地线的另一端接地。