CN115467120A - 一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体。现有剪毛机排屑速率低。本发明滚筒上方的锥形集流器一、锥形集流器二和锥形集流器三的出口分别与弯头管件一、弯头管件二和弯头管件三的进口固定;弯头管件一、弯头管件二和弯头管件三伸入腔体内;隔板一和隔板二与腔体固定,分隔出腔体通道一、腔体通道二和腔体通道三;挡板一、挡板二和挡板三分别阻挡弯头管件一、弯头管件二和弯头管件三远离汇集槽的一侧;腔体的出口与汇集槽固定。本发明通过设置挡板防止毛屑往腔体前端流通,实际输送毛屑长度越长的腔体通道通过减少高度的设计来提高毛屑流动速度,实现各腔体通道的独立抽吸,有效减少毛屑在抽吸过程中的混合损失,有效增大排屑量。
Description
技术领域
本发明属于纺织机械技术领域,具体涉及一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体。
背景技术
我国作为全球最大的纺织服装生产国和出口国,拥有完整的纺织产业链。但就目前而言,纺织服装生产中产生大量的毛屑仍然是困扰许久的难题,不仅影响产品质量,而且造成工人作业环境恶劣。剪毛机是纺织装备中核心部件,但是目前广泛采用的剪毛机为单筒式汇集腔体,与风口不同距离的三个通道直接于单筒腔体汇集排放,各通道进入单筒式汇集腔体速度不同,两边通道流动较快,中间通道严重阻塞,大大降低了剪毛机的排屑速率。
为了突出“绿色纺织”的新主题,对于国产纺织设备提出更高的要求,进一步对剪毛机的抽吸腔体进行技术革新,不仅会提升剪毛机的排屑效率,降低能耗损失,同时也会改善产品质量和工作环境。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体。
为了实现上述目的,提供如下技术方案:
本发明一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,包括滚筒、锥形集流器一、锥形集流器二、锥形集流器三、弯头管件一、弯头管件二、弯头管件三、腔体、隔板一、隔板二、挡板一、挡板二、挡板三和汇集槽;所述的锥形集流器一、锥形集流器二和锥形集流器三并排固定于滚筒上方;锥形集流器一、锥形集流器二和锥形集流器三的进口均与滚筒顶部的出口连通,且锥形集流器二与锥形集流器一和锥形集流器三均贴紧设置;锥形集流器一、锥形集流器二和锥形集流器三的出口沿滚筒的轴向间距布置;弯头管件一的进口与锥形集流器一的出口固定,弯头管件二的进口与锥形集流器二的出口固定,弯头管件三的进口与锥形集流器三的出口固定;所述的隔板一和隔板二上下间距布置,且均固定在腔体内;隔板一和隔板二将腔体分隔出由上至下排布的腔体通道一、腔体通道二和腔体通道三;弯头管件三的出口固定在隔板一上,并与腔体通道一的进口连通;弯头管件二的出口固定在隔板二上,并与腔体通道二的进口连通;弯头管件一的出口固定在腔体上,并伸入腔体通道三内;汇集槽固定在腔体靠近弯头管件一的一端,并与腔体通道一、腔体通道二和腔体通道三的出口均连通;所述挡板一的上端与隔板二底部固定,下端与弯头管件一出口固定,且挡板一位于弯头管件一远离汇集槽的一侧;所述挡板二的上端与隔板一固定,下端与隔板二固定,且挡板二位于弯头管件二远离汇集槽的一侧;所述挡板三的上端与腔体固定,下端与弯头管件三的出口固定,且挡板三位于弯头管件三远离汇集槽的一侧。固定固定
优选地,所述滚筒的两侧均开设有清理口,盖板一和盖板二固定在滚筒的两个清理口上,阻挡毛屑飞扬,且拆卸两个盖板后,便于清理滚筒内的毛屑。
优选地,所述锥形集流器一、锥形集流器二和锥形集流器三的进口均呈横截面积沿流动方向逐渐减小的锥形,出口均呈圆柱形,能对毛屑起到一个良好的加速作用。
优选地,所述锥形集流器一和锥形集流器三的进口处锥角均为45°,锥形集流器二进口处锥角为60°。
优选地,弯头管件一、弯头管件二和弯头管件三的弯头曲率根据公式求解,其中,V为平均流速,S为各弯头管件的横截面积,α为流量系数,D为弯头管件一、弯头管件二或弯头管件三的内径,ΔP为流过弯头管件一、弯头管件二或弯头管件三的弯头时产生的压力差,ρ为流体介质密度;流量Q已知,预先设计ΔP,则计算得到弯头的曲率半径R,根据计算得到的弯头曲率半径R设计的弯头管件具有良好的适配性,流通性好,弯头管件曲率适宜。
优选地,所述的隔板一、隔板二和腔体均水平设置。
优选地,所述的挡板一、挡板二和挡板三均为弧形挡板,挡板一的内侧与弯头管件一出口处的内壁对齐,挡板二的内侧与弯头管件二出口处的内壁对齐,挡板三的内侧与弯头管件三出口处的内壁对齐,使得挡板一、挡板二和挡板三均能进一步减少流动损失。
优选地,所述腔体通道三和所述腔体通道二的高度比为7~8:9,可以合理调整流量分配。
优选地,所述弯头管件三穿过腔体底部的第一个通孔以及隔板二的通孔,所述弯头管件二穿过腔体底部的第二个通孔,所述弯头管件一穿过腔体底部的第三个通孔。
优选地,所述汇集槽的宽和高与所述腔体的宽和高分别相等。
本发明具有的有益效果:
(1)本发明提供了一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,是基于流体力学流动机理、机械设计原理、剪毛机内部毛屑混合流动损失仿真计算提出的分层式结构设计,通过设置隔板将腔体分成不同层高的腔体通道,在腔体管道二中设置了挡板二,在腔体管道三中设置了挡板一,阻止毛屑向腔体头端流动,减少摩擦损耗,有效的减小了腔体管道二和腔体管道三实际输送毛屑的长度,各挡板内侧与对应弯头管件出口内壁对齐,且实际输送毛屑长度越长的腔体通道通过减少高度的设计来提高毛屑流动速度,能有效解决不同层腔体通道流速不均匀性问题,实现了不同长度和高度腔体通道的独立抽吸以及毛屑合理的流量分配,从而能够减少剪毛机毛屑流动的混合损失,达到提高排屑效率的目的,优于传统的单筒式汇集腔体。
(2)本发明中的滚筒上设有盖板一和盖板二,能够有效阻止毛屑飘到外部环境,进而改善工作环境。
(3)本发明在制作工艺方面上,采用超声波焊接技术,提高了剪毛机的整体气密性,以及减少机械摩擦损耗,在提高效率和减少噪声等方面有着良好的效果,具有较长的使用寿命。
(4)本发明所生产的剪毛机高效环保,创新安全,符合“绿色纺织”新主题。
附图说明
图1是本发明的结构立体图。
图2是本发明的局部剖视立体图。
图3是图1中三个弯头管件的结构示意图。
图4是图1中三个锥形集流器的俯视图。
图5是常用单筒式汇集腔体的混合流动示意图。
图6是本发明分层式腔体的流动示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
现如今,市场上流通的剪毛机大多采用单筒式汇集抽吸腔体,没有考虑到位于风口不同距离毛屑的流动状态差异性,从而造成能量的损失,造成剪毛机内部的阻塞。本发明借助CFD仿真模拟剪毛机内部流动,从流体力学的角度出发优化抽吸腔体结构,提出一种分层式抽吸腔体,通过单独通道设计减少流动损失,有效增大剪毛机的除屑量和工作效率,所以将本发明分层式抽吸腔体应用于剪毛机上是一种更优的方案。
如图1、图2和图3所示,一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,包括滚筒1、锥形集流器一21、锥形集流器二22、锥形集流器三23、弯头管件一31、弯头管件二32、弯头管件三33、腔体4、隔板一41、隔板二42、挡板一51、挡板二52、挡板三53和汇集槽6;滚筒1通过内置的转子(转子一般设计为带有叶片)转动实现流体输送;锥形集流器一21、锥形集流器二22和锥形集流器三23并排焊接于滚筒1上方;锥形集流器一21、锥形集流器二22和锥形集流器三23的进口均与滚筒1顶部的出口连通,且锥形集流器二22与锥形集流器一21和锥形集流器三23均贴紧设置;锥形集流器一21、锥形集流器二22和锥形集流器三23的出口沿滚筒1的轴向间距布置;弯头管件一31的进口与锥形集流器一21的出口焊接,弯头管件二32的进口与锥形集流器二22的出口焊接,弯头管件三33的进口与锥形集流器三23的出口焊接;隔板一41和隔板二42上下间距布置,且均焊接在腔体4内;隔板一41和隔板二42将腔体4分隔出由上至下排布的腔体通道一7、腔体通道二8和腔体通道三9;弯头管件三33的出口焊接在隔板一41上,并与腔体通道一7的进口连通;弯头管件二32的出口焊接在隔板二42上,并与腔体通道二8的进口连通;弯头管件一31的出口焊接在腔体4上,并伸入腔体通道三9内;汇集槽6焊接在腔体4靠近弯头管件一31的一端,并与腔体通道一7、腔体通道二8和腔体通道三9的出口均连通;挡板一51上端与隔板二42底部焊接,下端与弯头管件一31出口焊接,且挡板一51位于弯头管件一31远离汇集槽6的一侧;挡板二52上端与隔板一41焊接,下端与隔板二42焊接,且挡板二52位于弯头管件二32远离汇集槽6的一侧;挡板三53上端与腔体焊接,下端与弯头管件三33的出口焊接,且挡板三53位于弯头管件三33远离汇集槽6的一侧。其中,所有焊接处均可采用超声波焊接工艺,保证剪毛机整个抽吸系统的气密性。
作为一个优选实施例,滚筒1的两侧均开设有清理口,盖板一11和盖板二12可拆卸固定(比如通过螺钉连接)在滚筒1的两个清理口上,阻挡毛屑飞扬,且拆卸盖板一11和盖板二12后,便于清理滚筒1内的毛屑。
作为一个优选实施例,如图4所示,锥形集流器一21、锥形集流器二22和锥形集流器三23的进口均呈横截面积沿流动方向逐渐减小的锥形,出口均呈圆柱形,从而对毛屑有良好的汇集加速作用。
更优选地,锥形集流器一21和锥形集流器三23的进口处锥角均为45°,锥形集流器二22入口处锥角为60°。
作为一个优选实施例,弯头管件一31、弯头管件二32和弯头管件三33的弯头曲率可根据公式求解,其中,V为平均流速,S为各弯头管件的横截面积,α为流量系数,D为各弯头管件的内径,ΔP为流过弯头管件一31、弯头管件二32或弯头管件三33的弯头时产生的压力差,ρ为流体介质密度;在正常工况下,流量Q已知,根据需要设计ΔP,则根据公式计算得到弯头的曲率半径R,根据计算得到的弯头曲率半径R设计的弯头管件一31、弯头管件二32和弯头管件三33具有良好的适配性,流通性好。
作为一个优选实施例,隔板一41、隔板二42和腔体4均水平设置。
挡板二52能有效减少腔体通道二8实际输送毛屑的长度,挡板一51能有效减少腔体通道三9实际输送毛屑的长度,减少了流动损失。作为一个优选实施例,挡板一51、挡板二52和挡板三53均为弧形挡板,挡板一51的内侧与弯头管件一31出口处的内壁对齐,挡板二52的内侧与弯头管件二32出口处的内壁对齐,挡板三53的内侧与弯头管件三33出口处的内壁对齐,使得挡板一51、挡板二52和挡板三53均能进一步减少流动损失。
作为一个优选实施例,对不同腔体通道的高度进行设计,使得长度越长的腔体通道通过减少高度来提高毛屑流动速度,从而达到更好的毛屑流量分配,比如设计腔体通道一7和腔体通道二8的高度比为7~8:9。
作为一个优选实施例,弯头管件三33穿过腔体4底部的第一个通孔以及隔板二42的通孔,弯头管件二32穿过腔体4底部的第二个通孔,弯头管件一31穿过腔体4底部的第三个通孔。
作为一个优选实施例,汇集槽6的宽和高与腔体4的宽和高分别相等,汇集槽6相当于腔体4的延伸段,但不具备分层设计,各腔体通道中毛屑汇集到汇集槽6后排出。
该高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,工作原理如下:
混杂有毛屑的流体通过滚筒1进入锥形集流器一21、锥形集流器二22和锥形集流器三23,由于各锥形集流器进口为渐缩型,对毛屑有汇集加速作用,同时滚筒上设有盖板一11和盖板二12,能够有效防止毛屑飘到外部环境,一部分毛屑通过锥形集流器一21的出口进入弯头管件一31中,从弯头管件一31出口进入腔体通道三9中,一部分毛屑通过锥形集流器二22的出口进入弯头管件二32中,从弯头管件二32的出口进入腔体通道二8中,剩余一部分毛屑通过锥形集流器三23出口进入弯头管件三33中,再从弯头管件三33的出口进入腔体管道一7中,最后毛屑从腔体管道一7、腔体管道二8和腔体管道三9汇集到汇集槽6中,可在汇集槽6出口处套置收集网袋,进而使毛屑进入收集网袋内。
由于分隔成三个腔体通道,各腔体通道运输互不干扰,大大减少了流动损失,且在腔体管道一7中设置了挡板三53,在腔体管道二8中设置了挡板二52,在腔体管道三9中设置了挡板一51,有效的减小了腔体管道二8和腔体管道三9实际输送毛屑的长度,进一步减少了流动损失,而各挡板内侧与对应弯头管件出口内壁对齐,更进一步减少了流动损失。更为重要的,在三个腔体通道运输互不干扰的基础上,挡板一51和挡板二52还能保证与越靠近汇集槽6的弯头管件连接的腔体通道实际输送毛屑的长度越小,而实际输送毛屑长度越长的腔体通道通过减少高度的设计来提高毛屑流动速度,从而达到更好的毛屑流量分配,最终抵消因腔体通道长度不同导致流量分配不均的问题,使各腔体通道的流体输入汇集槽6时流速均匀,减小各腔体通道的流体输入汇集槽6汇集时的扰动。
图5示意了单筒式汇集腔体的流动混合损失,根据流动混合损失公式计算如下:
其中,TS1为单筒式汇集腔体的主流与第一个分流汇集产生的混合损失,TS2为单筒式汇集腔体的主流与第一个分流以及第二个分流汇集产生的混合损失,TS3为单筒式汇集腔体的主流与三个分流汇集产生的混合损失,mm为单筒式汇集腔体的主流质量流量,m1、m2、m3分别为单筒式汇集腔体的第一个分流质量流量、第二个分流质量流量和第三个分流质量流量,Vm为单筒式汇集腔体的主流平均流速,ΔP1为单筒式汇集腔体的主流汇集第一个分流前后两个截面处的压力差,ΔP2为单筒式汇集腔体的主流未汇集分流前与汇集第一个分流以及第二个分流后两个截面处的压力差,ΔP3为单筒式汇集腔体的主流未汇分流前与汇集三个分流后两个截面处的压力差。
可知,三个单筒体出口处混合损失累加,造成不可忽视的熵增,即能量的损失。
图6为本发明分层式抽吸腔体流动示意图,通过隔板一41和隔板二42分离出独立的毛屑流通腔体通道一7、腔体通道二8和腔体通道三9,各腔体通道流动互不干扰,在腔体4末端汇集到汇集槽6中,使用此腔体排除了内部混合流动损失,仅在汇集槽内存在可忽略流动损失,图6中m1',m2',m3'分别为各腔体通道的质量流量。
显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,包括滚筒和腔体,其特征在于:还包括锥形集流器一、锥形集流器二、锥形集流器三、弯头管件一、弯头管件二、弯头管件三、隔板一、隔板二、挡板一、挡板二、挡板三和汇集槽;所述的锥形集流器一、锥形集流器二和锥形集流器三并排固定于滚筒上方;锥形集流器一、锥形集流器二和锥形集流器三的进口均与滚筒顶部的出口连通,且锥形集流器二与锥形集流器一和锥形集流器三均贴紧设置;锥形集流器一、锥形集流器二和锥形集流器三的出口沿滚筒的轴向间距布置;弯头管件一的进口与锥形集流器一的出口固定,弯头管件二的进口与锥形集流器二的出口固定,弯头管件三的进口与锥形集流器三的出口固定;所述的隔板一和隔板二上下间距布置,且均固定在腔体内;隔板一和隔板二将腔体分隔出由上至下排布的腔体通道一、腔体通道二和腔体通道三;弯头管件三的出口固定在隔板一上,并与腔体通道一的进口连通;弯头管件二的出口固定在隔板二上,并与腔体通道二的进口连通;弯头管件一的出口固定在腔体上,并伸入腔体通道三内;汇集槽固定在腔体靠近弯头管件一的一端,并与腔体通道一、腔体通道二和腔体通道三的出口均连通;所述挡板一的上端与隔板二底部固定,下端与弯头管件一出口固定,且挡板一位于弯头管件一远离汇集槽的一侧;所述挡板二的上端与隔板一固定,下端与隔板二固定,且挡板二位于弯头管件二远离汇集槽的一侧;所述挡板三的上端与腔体固定,下端与弯头管件三的出口固定,且挡板三位于弯头管件三远离汇集槽的一侧。
2.根据权利要求1所述一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,其特征在于:所述滚筒的两侧均开设有清理口,盖板一和盖板二可拆卸固定在滚筒的两个清理口上。
3.根据权利要求1所述一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,其特征在于:所述锥形集流器一、锥形集流器二和锥形集流器三的进口均呈横截面积沿流动方向逐渐减小的锥形,出口均呈圆柱形。
4.根据权利要求3所述一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,其特征在于:所述锥形集流器一和锥形集流器三的进口处锥角均为45°,锥形集流器二进口处锥角为60°。
6.根据权利要求1所述一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,其特征在于:所述隔板一、隔板二和腔体均水平设置。
7.根据权利要求1所述一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,其特征在于:所述挡板一、挡板二和挡板三均为弧形挡板,所述挡板一的内侧与弯头管件一出口处的内壁对齐,挡板二的内侧与弯头管件二出口处的内壁对齐,挡板三的内侧与弯头管件三出口处的内壁对齐。
8.根据权利要求1所述一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,其特征在于:所述腔体通道三和所述腔体通道二高度比为7~8:9。
9.根据权利要求1所述一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,其特征在于:所述弯头管件三穿过腔体底部的第一个通孔以及隔板二的通孔,所述弯头管件二穿过腔体底部的第二个通孔,所述弯头管件一穿过腔体底部的第三个通孔。
10.根据权利要求1所述一种高效排屑剪毛机的分层式抽吸腔体,其特征在于:所述腔体末端与所述汇集槽固定,所述汇集槽的宽和高与所述腔体的宽和高分别相等。
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CN115467120B (zh) | 2023-09-05 |
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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