CN117552131A - 籽棉缓存箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种籽棉缓存箱，包括：箱体，上部具有进料口，下端具有出料口；喂花辊组，设置在箱体下部出料口上侧；低料位传感器，设置在箱体中下部，用于监测箱体内籽棉存量；火患传感器，设置在箱体上部，用于监测火患，以在产生火患后输出一个开关量；灭火装置，设置在箱体上部，以基于所述开关量而启动；且基于所述开关量，给棉的链床和所述喂花辊组停止工作。依据本发明的籽棉缓存箱充分利用棉花加工生产线现有的工艺设备，而区别于现有的技术路线。

Description

籽棉缓存箱

技术领域

本发明涉及一种籽棉缓存箱。

背景技术

由于单纯的依靠风力输送籽棉的输送速率不稳定，棉花加工生产线上籽棉缓存箱已经逐渐的成为一种常见的工艺设备，籽棉缓存箱有一定的容积，利用每预定长时间段内的由风力输送过来的籽棉量大致相当的状况，通过籽棉缓存箱，可以保证向下游工艺设备输送的籽棉速率大致是稳定的。并且通过籽棉缓存箱的给棉设备还可以调定向下游工艺设备输送籽棉的速率。

棉花加工生产线的另外一个重要问题是防火，防火的重点是链床上的拨打辊与籽棉中夹杂的石子或者金属摩擦引起的火星，由于棉纤维属于易燃物，一旦有火星可能就会引燃棉纤维，然后火势会迅速发展。同时，由于籽棉输送时主要依靠风力在管道中进行输送，风速大约在25~35米/秒，从链床上出现火星并引燃籽棉的过程中，火势依靠风势会迅速通过管道发展到车间内的设备。

有鉴于此，早在2014年，中国专利文献CN203546253U就提出了棉花加工过程中的火星监测系统，并为该火星监测系统配置了火情控制装置，该火情控制装置包括火患棉排除装置，而该火患棉排除装置包括电磁阀、翻板和灭火箱，其中灭火箱位于输棉通道的一侧，相当于借助于一个旁路安装在输棉通道上，由此构成一个三通结构；进而，所述翻板相当于一个阀板而安装在三通结构处，常态下，翻板遮蔽住旁路，也就是灭火箱的进口，并使输棉通道常开，如果出现火患，则翻板翻起，遮蔽住输棉通道，旁路打开，着火的籽棉进入到灭火箱，然后翻板再翻下遮蔽住旁路，着火的籽棉在灭火箱内熄灭。

进而，中国专利文献CN205152441U则在中国专利文献CN203546253U基础上提出了进一步的改进，并在其背景技术部分描述了中国专利文献CN203546253U所公开火星监测系统的缺陷，主要是翻板容易卡死，而实质的灭火作用有限。在此基础上，中国专利文献CN205152441U提出了输棉管道的金属火花排杂装置，其主要采用两个行程开关来检测翻板的转动角度是否异常，如果翻边转动角度异常，则表明翻板不能正常翻转，但问题的关键在于该种检测是实时进行的，而火患是不定时发生的，检测的意义并不大。

借助于灭火箱进行灭火必然存在一个天然的缺陷，就是灭火箱在绝大多数的情况下并不起任何作用，一条生产线上配置多个灭火箱有一定的浪费性。并且如前所述，由于通过气流输送籽棉的速度非常快，速度高达25~35米/秒，驱动翻板完成三通通断转换的窗口非常小，可能翻板还没有启动，已经有一部分着火的籽棉通过了灭火箱所在的位置而进入到下一个工艺设备。

并且如中国专利文献CN205152441U对中国专利文献CN203546253U的描述，翻板本身属于机械机构，翻板容易卡死的问题属于其固有问题，尽管通过某种方式可以缓解。但应知，在机械领域长期不活动的机构，其是否适航往往是不确定的；同时应知，长时间不活动的机械机构，其运动副处容易产生腐蚀条件下的粘结，润滑脂固化等问题，例如水龙头，较长时间不使用，再打开时可能完全打不开，或者即便是能打开，也会出水速度比较慢，且会排除较多的铁锈，这也是机械机构长时间闲置后容易出现故障的主要原因。而火患并不是经常性发生的，导致所述翻板可能长期处于闲置状态，当火患突发时，翻板很有可能无法动作，其灭火作用有待于检验。但目前的棉花加工生产线所使用的灭火装置也主要是这类装置，这是本领域的基本现状。

发明内容

本发明的目的在于充分利用棉花加工生产线现有的工艺设备，而提出了一种具有新的灭火方式的籽棉缓存箱。

在本发明的实施例中，提供了一种籽棉缓存箱，包括：

箱体，上部具有进料口，下端具有出料口；

喂花辊组，设置在箱体下部出料口上侧；

低料位传感器，设置在箱体中下部，用于监测箱体内籽棉存量；

火患传感器，设置在箱体上部，用于监测火患，以在产生火患后输出一个开关量；

灭火装置，设置在箱体上部，以基于所述开关量而启动；

且基于所述开关量，给棉的链床和所述喂花辊组停止工作。

可选地，还包括设置在箱体中部且设置位置高于所述低料位传感器的中料位传感器，以使存量籽棉位于中料位传感器与中料位传感器之间。

可选地，还包括设置在棉箱上部的高料位传感器。

可选地，所述箱体包括从低到高依次通过法兰连接的下棉箱、中棉箱和上棉箱；

其中低料位传感器设置在中棉箱下部，中料位传感器设置在中棉箱上部。

可选地，所述喂花辊组设置在下棉箱下端；

于所述箱体的下侧还设有承接下棉箱的出料斗。

可选地，下棉箱设有检修门。

可选地，所述检修门有两个，在下棉箱相对的两个面板上各设有一个。

可选地，所述火患传感器设置在上棉箱下部；

所述灭火装置设置在上棉箱上部。

可选地，所述灭火装置配置为：

于箱体上部设置有喷淋总成，并在箱体上设有管接头，以连接灭火总成；

所述喷淋总成为适配于水基灭火器或干粉灭火器的喷淋总成。

可选地，至少在箱体中下部设有视窗。

在本发明的实施例中，借助于当前棉花加工生产线现有的籽棉缓存箱构造灭火装置。首先，由于籽棉缓存箱内料位需要维持一定的高度，籽棉燃烧的方式是火势会在籽棉表面迅速蔓延，但向深层燃烧时需要克服籽棉堆积产生的燃烧路径障碍问题和缺氧问题，以及表面燃烧所形成碳化层的遮蔽问题，向深层燃烧相对困难，换言之，籽棉火患在喂花辊组停止喂花的条件下，在较短的实际内不会向下游工艺设备蔓延，从而系统有足够的时间启动灭火装置，而克服了输送管道籽棉流速过快而导致设置在输棉管道上的灭火装置响应时间短的问题，并且籽棉缓存箱的棉层在灭火期间因其厚度比较大而能够阻断火势向下游设备蔓延，可靠性大大提高。此外，在本发明的实施例中，灭火不是单纯依靠机械机构，而是传统的灭火装置，不涉及机械机构的直接操作问题，可靠性相对较好。

附图说明

图1为一实施例中籽棉缓存箱主剖结构示意图。

图2为一实施例中籽棉缓存箱主视结构示意图。

图中：1.出料口，2.出料斗，3.视窗，4.喂花辊，5.检修门，6.视窗，7.手动螺栓，8.低料位光电开关，9.视窗，10.中料位光电开关，11.视窗，12.高料位光电开关，13.进料口，14.管接头，15.上棉箱，16.飞花，17.火星传感器，18.法兰，19.螺栓组件，20.中棉箱，21.下棉箱，22.料堆，23.从动链轮，24.主动链轮，25.电动机。

实施方式

如图1例示的籽棉缓存箱整体上是一个矩形箱体结构，图中所示的左右方向为籽棉缓存箱的前后方向；图中的喂花辊4的轴向为籽棉缓存箱的左右方向，也是籽棉缓存箱的横向、宽度方向。

籽棉缓存箱的宽度与例如下游的籽棉清理机的机辐大致一致，当前的机辐从2000mm~6000mm都有，并且有进一步扩大的趋势，而输棉管道的主体为圆管，很难在太大的宽度方向上上实现均匀布料，尽管随着技术的发展，专用的布料设备也应用在棉花加工生产线上。籽棉缓存箱的存在可以大幅降低圆管输送籽棉时在例如籽棉清理机的宽度方向上均匀布料的问题。

关于图1中所示的进料口13，可以在工艺设备宽度方向上具有多个，以对应多个输棉管道。

为了确保在例如籽棉清理机等工艺设备宽度方向上籽棉分配的均匀性，籽棉在籽棉缓存箱内需要一定的堆积度，如图1中所示的低料位光电开关8，用于控制籽棉料堆22的堆积最低高度，从而确保向下游工艺设备输送籽棉的相对均匀性。

同时，如前所述，棉纤维属于易燃物，当火星闪现后诱发的燃烧，会在棉花表面产生迅速的蔓延，但受堆积密实度，以及表层燃烧碳化物阻挡和料堆22深层氧气不足的影响，燃烧向料堆22深层次蔓延时会比较困难。而结合前述的内容以及附图1可见，料堆22在籽棉缓存箱内的堆积高度相对较高，或者说在竖直方向上，料堆22的高度相对较大，一般大于等于800mm，很难在较短的时间内烧透。这也决定了料堆22烧透需要相对较长的时间，从而使得灭火装置有相对充分的时间。

加以对比的，如果灭火装置设置在输送管道上，或者配置为如背景技术部分所描述的现有技术通过三通结构接入的灭火箱，由于籽棉输送速度在25~35m/s，在当前位置检测到火星时，火势可能已经迅速向下游设备蔓延，灭火箱的响应时间极短，而较难以阻断火势的蔓延。

应知，籽棉缓存箱逐渐的成为棉花加工生产线的必要工艺设备，在本发明的实施例中直接对其改造，并且充分利用其技术条件，即料堆22具有适当的堆积高度，借以能够向下游工艺设备均匀送棉，借助于料堆22的堆积高度所产生的临时性着火隔离棉层所争取的时间，灭火设备足以完成从准备到灭火的全部过程，从而能够更加有效的阻断火势蔓延。

由此也可知，在监测到火星时，喂花辊组需要立即停止运转，而输棉通道内的籽棉受惯性的影响，即便是入口侧停止给棉，输棉通道内的籽棉仍然会堆入籽棉缓存箱，即着火的籽棉会被送入籽棉缓存箱，从而火势向上游蔓延的概率相对较低。

由以上描述可知，籽棉缓存箱首先包括箱体，同时箱体内还要安装喂花辊组，并且为了控制料位，箱体上还应设置料位传感器；而从防火的角度来看，直接将火患传感器设置在箱体上，而非传统的输棉管道上，在于在输棉管道上设置例如火星传感器17并没有因此带来更长的响应时间，且因籽棉在输棉通道中速度过快，例如火星传感器17检视的区域相对较小，输棉管道内的某一小部分产生火星时因占据面积小，且可能不在火星传感器检视的区域内，也容易产生漏检或者误检。有鉴于此，将例如火星传感器17的火患传感器设置在箱体上，此时除了飞花16撞击到箱体面板而产生减速，并在较短的时间内火患已经在籽棉缓存箱较大范围内蔓延，此时火患传感器不容易产生漏检或者误检。

进而，还需要在箱体上设置灭火装置，从而在火患传感器监测到有火星或者已经燃烧，灭火装置立即启动，进行灭火作业。

从位置关系看，火患传感器设置在上棉箱15的下部，以避免对飞花16检视的不准确性，靠上棉箱15下部设置，在积存的籽棉火起时更容易检测到。

而所述灭火装置则设置在上棉箱15的上部，能够具有更大的覆盖面。

其中，箱体的上部具有进料口13，一般在箱体的正上侧，也可以是斜上方。箱体的下端则具有出料口1。

图1中，于箱体的下部设有一对喂花辊4，相应两喂花辊4的转向相反，如图1中喂花辊4间的箭头所指，位于右边的喂花辊4的转向是逆时针，位于左边的喂花辊4的转向是顺时针，从而以夹送的方式向下喂花。

受夹送方式的影响，喂花辊4对料堆22具有托持作用，且也应知，于夹持处，籽棉流会逐渐收窄，从而逐渐变密实；另从堆积上来考虑，由于料堆22在满足均匀给料的条件下需要有一定的深度，如前所述的大于等于800mm，应知，料堆22从上到下应是逐渐变得密实，如果火焰在箱体内蔓延，那么位于料堆22表面的籽棉会迅速的燃烧，但位于深层的籽棉则很难在短时间内燃烧。

从位置关系上看，如图1中所示的两个喂花辊4位于出料口1的上侧，以夹送的方式喂花，喂花的速度与喂花辊4的转速正相关，如果喂花辊4停止转动，则给料停止，喂花速率受控性较好的同时也表明，当喂花辊4停止转动后，料堆22下行停止，堆积形成的料堆22具有在相对较长的时间内的难以燃透性，从而给灭火提供了足够长的窗口期。

在本发明的实施例中，所依赖的一个技术条件是设置在箱体上的低料位传感器，如图1中所示的低料位光电开关8，用于监测料堆22的最低高度是否低于预设值，如果低于，则加大进料口13的进料速度。如前所述，输棉通道内的风速为25~35米/秒，是一个可控可调的工艺参数。另外，棉花加工生产线上的工艺设备也并不是同时开机的，一般位于上游的工艺设备先开机，位于下游的工艺设备后开机，即便是同一个工艺设备的不同部分也可以按照预定的步序开启，例如进料口13处可以先进料，可以基于预设的流程，例如进料若干秒后，喂花辊4启动，也可以依据所述低料位光电开关8监测的料位来确定喂花辊4的启动时机，例如料堆22堆积的高度到达低料位光电开关8所预定监测的位置时，喂花辊4启动，也可以达到如图1中所示的中料位光电开关10所监测的位置时启动。由此，正常工作状态下，料堆22具备一定的堆积高度（也可以理解成深度），而具备了一定的抗烧穿能力，而对应有灭火启动的窗口期。

由于输棉通道内的风速大于火在籽棉上蔓延的速度，火势向上游蔓延的概率比较低，即便是停止上料，也会因惯性使着火的籽棉继续前行，而与料场断开。因此，发明人认为在籽棉缓存箱上设置火患传感器好于在输棉通道上设置，对于其原因，在前文已经述及，在此不再赘述。

关于火患传感器，目前主要有两种，一种是直接监测火星的传感器，如图1中所示的火星传感器17，还有一种是监测火焰的红外传感器，关于火患检测元件，在本领域属于常规配置，在此不在赘述。

在设置位置上，火患传感器设置在箱体上部，在该位置常态下除了有飞花16，其余为空旷的空间，当产生燃烧时，温度会迅速升高，且高处温度相对更高（参照火焰外焰，火焰外焰温度高于内焰），而易于监测。

其中，飞花16借用给料设备中“飞料”的概念，表示无控的还未落到料堆22上的籽棉。

火患传感器与普通的传感器一样，主要送出开关量，某种程度上传感器又称开关，而某些开关实际上也可以被称为传感器，例如行程开关，其本质上相对于是对行程的监测，行程超过其设定之后就会触动开关，使常开的闭合，使常闭的断开，其它类型的传感器类同，再如本发明的实施例中所使用的光电开关，也被称为光电传感器。

火患传感器监测到有火情，会送出一个开关量给控制器，关于该控制器可以整合入棉花加工生产线的主控制器，如现场的PLC，也可以是籽棉清理机的控制器，例如机载的控制器或单片机等。

由于采用开关量控制，因此，采用传统的继电接触系统也能够实现相关控制。

控制逻辑非常简单，例如监测到火情，控制器根据收到的开关量送出控制例如图2中所示的用于通过链传动机构驱动喂花辊4的电动机25停机，两喂花辊4停止喂花，保持箱体内有足够厚的棉层。同时，灭火装置启动，开始灭火作业。

此外，对于前级的用于给棉的链床也停止工作。

关于料位传感器，在图1例示的结构中具有低料位光电开关8、中料位光电开关10和高料位光电开关12，按照低、中、高的位次安装在箱体上，其中正常工作状态下，低料位光电开关8起主要的作用，以避免料堆22过低，从而保证均匀给棉的条件下，料堆22的相对较大的深度也能够避免籽棉在较短的时间内烧穿，从而为灭火争取时间。

而例如中料位光电开关10的中料位传感器则设置在箱体中部且设置位置高于所述低料位传感器，借助于例如中料位光电开关10和低料位光电开关8可以确定出料堆22一个合适的容许深度裕度，也就是使存量籽棉位于中料位传感器与中料位传感器之间。

进一步设置高料位传感器的目的在于，风力输送籽棉均匀性相对较差，在某个时间段内可能输送进入的籽棉量远大于出料口1排出的籽棉量，导致籽棉在箱体内堆积过量。在此条件下，例如链床可以暂停工作，或者以较低的速度给料，待料堆22下降到例如低料位光电开关8时动作，链床启动或者升速。

在图1例示的结构中，所述箱体包括从低到高依次通过法兰18连接的下棉箱21、中棉箱20和上棉箱15。图中可见，相邻两个棉箱之间具有法兰18，以及螺栓组件19，螺栓组件19按照预定的密度排布，并包括螺栓、垫圈和螺母，其中垫圈可以只配置弹性垫圈，还可以同时配置平垫圈。

多棉箱结构有利于避免个体过大，而降低制造的难度，并且可维护性也相对较好。

从图中可见，三个棉箱的高度相差不多，可以完全相同，三个棉箱的总高度在2500mm左右，以不低于2000mm为宜，且不宜超过3500mm。考虑到机辐，箱体的宽度在3000mm~6000mm，也可以相应于例如一个籽棉清理机而配置并列设置的两个分箱体，每个分箱体的宽度小于等于3000mm。

如前所述，随着技术的发展，机辐变得越来越大，超过6000mm的机辐在未来可能会出现，在此条件下，作为配套的箱体可以作适应性的调整。

图1中，低料位光电开关8设置在中棉箱20的下部，而中料位光电开关10则设置在中棉箱20的上部，即中料位光电开关10和低料位光电开关8均设置在中棉箱20处，一方面需要确保料堆22具有适当的深度，同时，所说的裕度，即料堆22的堆积深度的范围也不宜过大。

另外，为了利于布料和梳理出料口1所出籽棉流，下棉箱21下侧还设有出料斗2，相应地，该出料斗2也位于喂花辊组的下侧，借以梳理喂花辊4夹送过来的籽棉流。

图1中，下棉箱21的前后侧各设有一个检修门5，以利于灭火后进行棉箱的清理。同时，如果出现例如噎车的情况，也可以通过检修门将积存的籽棉取出。

图1中，检修门5采用下铰链检修门，即检修门5下侧通过铰链安装于所开的检修口处，在检修口的上侧设置固定孔或者锁具，图中采用手动螺栓7进行检修门5遮蔽检修口后的固定，也可以采用更加快速的例如插销组件进行检修门5到位后的固定。

关于所述灭火装置，优选地采用外接方式引入灭火介质，可以在箱体上部一侧设置喷淋总成，并在箱体的该侧设置管接头14，以用于配管。

所述喷淋总成为适配于水基灭火器或干粉灭火器的喷淋总成，鉴于这两种灭火器是本领域常用的灭火器，在此不再赘述。

另外，为了方便观察箱体内的状况，至少在棉箱中下部设有视窗6、视窗9，在上棉箱处还设有视窗11。

Claims (10)

1.一种籽棉缓存箱，其特征在于，包括：

箱体，上部具有进料口，下端具有出料口；

喂花辊组，设置在箱体下部出料口上侧；

低料位传感器，设置在箱体中下部，用于监测箱体内籽棉存量；

火患传感器，设置在箱体上部，用于监测火患，以在产生火患后输出一个开关量；

灭火装置，设置在箱体上部，以基于所述开关量而启动；

且基于所述开关量，给棉的链床和所述喂花辊组停止工作。

2.根据权利要求1所述的籽棉缓存箱，其特征在于，还包括设置在箱体中部且设置位置高于所述低料位传感器的中料位传感器，以使存量籽棉位于中料位传感器与中料位传感器之间。

3.根据权利要求2所述的籽棉缓存箱，其特征在于，还包括设置在棉箱上部的高料位传感器。

4.根据权利要求2所述的籽棉缓存箱，其特征在于，所述箱体包括从低到高依次通过法兰连接的下棉箱、中棉箱和上棉箱；

其中低料位传感器设置在中棉箱下部，中料位传感器设置在中棉箱上部。

5.根据权利要求4所述的籽棉缓存箱，其特征在于，所述喂花辊组设置在下棉箱下端；

于所述箱体的下侧还设有承接下棉箱的出料斗。

6.根据权利要求4所述的籽棉缓存箱，其特征在于，下棉箱设有检修门。

7.根据权利要求6所述的籽棉缓存箱，其特征在于，所述检修门有两个，在下棉箱相对的两个面板上各设有一个。

8.根据权利要求4所述的籽棉缓存箱，其特征在于，所述火患传感器设置在上棉箱下部；

所述灭火装置设置在上棉箱上部。

9.根据权利要求1所述的籽棉缓存箱，其特征在于，所述灭火装置配置为：

于箱体上部设置有喷淋总成，并在箱体上设有管接头，以连接灭火总成；

所述喷淋总成为适配于水基灭火器或干粉灭火器的喷淋总成。

10.根据权利要求1所述的籽棉缓存箱，其特征在于，至少在箱体中下部设有视窗。