固体分选机的制作方法

专利名称：固体分选机的制作方法
技术领域：
本发明涉及分选出固体的固体分选机，例如从用气流气动输送的棉丛中分离出如由金属、石头、木头、塑料、橡胶等构成的重质颗粒以及绳、线和杂质如梗、种壳残余、叶子等。
背景技术：
棉花是在收获并除去种子后被压成捆地供给纺纱厂的天然产物。尤其是在这些第一加工步骤中，成外来物(固体)形式的杂质如由金属、石头、木头、塑料、橡胶等构成的重质颗粒以及绳线进入棉花里。杂质如梗、种壳残余、叶子等也是被视作杂物的固体。这些固体将会损坏纺纱机并且降低终产品质量。因此，尽早去除这些杂质也是清棉机的一项重要任务。
从棉包中卸下一些棉丛并接着借助气动输送装置继续在该清棉机的不同工位之间进行输送。新技术带来了高性能梳理机，该梳理机具有总是较高的产量。这就要求流过清棉机的棉丛流的体积整体增大。因此，气动输送连接线送来总是较多的材料。这要求固体分选机有较高的吞吐量并同时保持分选级。
EP 987345号(Marzoli)描述了一种去除污物颗粒的装置，它直接安装在气动输送线的一水平部分内。该装置包括多个保持在纤维流中的并使污物颗粒转向通道底部区域的棒。在底部区域内，在栅条之后，一转向刀对准气流。转向刀将纤维流分成两部分。上部分含有优良纤维且继续在输送通道内输送，而下部分被分出来地引至废料箱。转向刀造成S形转向，并且杂质借助离心力从棉丛中被甩出来。转向刀的缺点是，它造成棉花内的棉结数量的增多，因此对终产品质量产生了不利影响。另外，这样的装置不适用于很高的材料流通量，这将导致分选出的材料含优良纤维的量增大。
DE 3109154(Truetzschler)描述了一种基于类似原理的装置和方法。为了从借助气流来气动输送的棉丛中分选出杂质，在这里也使棉丛流的流向偏转。为了从输送流中分离出杂质并且为了保持输送体积不变，棉丛流在转向前被分成至少两部分气流，从至少其中一部分气流中分选出杂质并且这些分气流再次合并成输送气流。在体积流较高时，这种分离就变得不充分了。因此，该装置的缺点也在于废料含优良纤维的量较高并且外来物分选不充分。
一种众所周知的装置是使纤维流转向90°的装置，其中在转向曲线的第二部分中设置了一个带分选容器的开口。在转向之后进行抽吸。抽吸可以轻易地使轻质颗粒转向，因为重质颗粒因质量和体积大而仍然在原方向上飞动并沉积在该容器内。当提高棉丛流的速度并增大装载量时，无法再有效地采用上述分选原理。尤其是当棉丛流的动力大于从中分选出部分物质所需的力时，此原理也不再起作用。棉丛流在被分选前将带走待分离部分。

发明内容
本发明的目的是，在考虑了大体积流的情况下从气动输送的棉丛流中分选出固体。
根据本发明的解决方案是一种装置和一种方法，它们用于实现优质纤维与固体的更好分离，其中降低气流速度，以使固体有时间被有效地分离出来。
如上所述，棉丛和脏的固体借助气流以气动方式在清棉机的不同工位之间的圆形通道内进行输送。为了给棉丛流提供不变的速度，按照有规律的间隔了安装通风机，这些通风机或是抽气或是鼓风。
为了能够分选，固体密度必须大于气体。然而，这些可分离的颗粒需要时间才能真正分离。为了从该空气棉丛流中分离出这些固体，本发明的一个解决方案就是明显降低该空气棉丛流的速度。
为了分选，所有颗粒、棉丛和固体经过一个分选装置，该分选装置包括一水平分选通道和一布置在该分选通道下方的分选容器。分选通道最好是一个横截面为矩形的且长度为l、宽度为b、高度为h的通道。
如果颗粒到达分选容器所需的时间tb小于颗粒越过分选通道所需的时间tv，则分选只发生在分选通道内。图1示意表示这种情况。颗粒A有足够高的速度并且被分离出来，而速度较低的颗粒B越过该分选通道地被继续送入排出通道。
最短分选时间tv取决于空气棉丛流qv的流动体积、分选通道的高度h、长度l和宽度b，并遵循公式tv＝(l.b.h)/qv。分选时间tb取决于颗粒的高度h和垂直速度v∶tb＝h/v，其中v取决于颗粒的重力、外形和密度。如果tv＝tb，或如果h/v＝(l.b.h)/qv，则刚好发生分选。等式中不含高度。这意味着，分选表面1.b连同空气棉丛流qv的体积对仍然可分离出来的最小颗粒起决定性作用。
根据本发明的装置最好包括一供应通道，该供应通道的横截面被扩大，以使空气棉丛流qv的体积减小并过渡到一分选容器上方延伸的并有矩形横截面的分选通道，还包括一个横截面减小至一般设置用于输送通道的排出通道，并且后设有一通风机。
正常的输送速度为通常用于纺纱机的速度。它取决于输送通道的结构、所用管的直径和所安装的通风机的数量和尺寸。因此，正常的输送速度在不同的纺纱机可能是不同的。此外，正常的输送速度由于气流无规律地含有棉丛而在工作期间内变化。
本发明的解决方案的特征在于，空气棉丛流在横截面改变之后进入速度至多为正常输送速度的80％且最好是70％、50％、35％、25％或15％的分选通道内。该空气棉丛流的输送速度的降低取决于所希望的分选级。如果仍必须分离出较小颗粒，则需要更大的减速，而对粗颗粒来说，较小的减速已经获得了有效结果。然而，这种减速也对分选中的优质纤维即所希望的纤维材料的数量产生影响。因此，对每次应用都应重新考虑调整平衡问题。减速可能性也与所选择的通道长度有关。
输送速度的最大降低取决于棉丛的密度和形状，这些棉丛必须仍保持浮动，以确保它们可进一步输送。在棉丛粗大(刚好在拆包机后)的情况下，所需的最小输送速度高于所有清洁步骤后的速度，在这里，棉丛的绝大部分被开松，而部分松散纤维被空气棉丛流带走。
分选通道的长度最好可以调整，以便可调整分选程度；因此，本发明装置可被用于清棉机的不同位置。例如，就在拆包机之后使用该装置，以便从空气棉丛流中分离出如由金属、石头、木头、塑料、橡胶等构成的重质固体以及绳线。然而，本发明装置也可紧接在梳理机之前，以便主要分离出植物型固体如种壳，棉丛已被开松，在不同的处理期间内，这样的植物型固体就离开了。该装置的长度则可以适应于仍要分选的相当细小的颗粒。
虽然通道高度在分选中没有直接影响，但它仍然影响了总体结构的功能性。与分选容器深度相关地需要一个最小深度，以使分离颗粒不再被带走。此外，分选通道的长宽比影响了分选通道内的流动情况。气流应该均匀地流过通道并且要尽可能地避免紊流，紊流会对固体分选和/或可能更多地分离出优质纤维产生不利影响。


通过附图和以下描述来说明本发明的其它变型解决方案，图中图2表示根据本发明的一个解决方案的示意图；图3表示该导流通道的详图；图4表示在图1中用A-B线表示的沿箭头方向的横断面示意图；图5a、5b表示可选的栅格形状的例子，图5a是纵断面，图5b为横断面；图6a-6c表示冲击板的可能形状。
具体实施例方式
图2表示本发明装置的示意图。通过与气动输送线(未进一步示出)相连的供应通道1来供应棉丛流，该气动输送线与各种不同的清棉机相连。最好增大该供应通道的横截面，以实现速度降低，该横截面从圆形过渡为矩形。在该供应通道的端头，棉丛流转入转向通道5内。这样，棉丛流平行于栅格2地流过分选通道6。一台在气动线内布置在固体分选机之后的通风机抽气，由此棉丛流通过排出通道3被排出，在这里，棉丛流又被加速到正常速度，这部分是因为通风机的抽吸能力，部分是因为通道横截面又适应于正常使用的通道尺寸。
最好可以通过一可调整的楔14来进一步降低棉丛流的速度。这样，可以优化准确的气流状况。最好是内置设置的另一个部件是在分选容器7内的可调吸气孔。空气从该排出通道被抽走并产生一气流，该气流沿冲击板导向流动，因此，在排出方向提供一个棉丛上升力。这样一来，可以优化分选材料与分选优质纤维之间的比例。
在棉丛流内携带有固体。在供应通道1内的速度的减缓时，待分离固体取决于其密度和体积而不太快地使其速度匹配于棉丛流的速度。另外，在该转向通道内，由此出现一个造成固体向外甩且在水平部分中向下甩的离心力。固体被甩向栅格条，在那里，它们直接落下或至迟在开口处被分离到栅格后。
分选出的材料被收集在一个封闭的分选容器8内。可以定期用手清理此容器。为此，最好安装一个有可封闭的盖4的槽，该盖使容器与上方隔开，以防止在整个气动通道内的空气条件被破坏。通过滑阀，也可以防止再次抽吸分选出的材料。由于有该槽，也可以在生产期间内进行清理。或者，在考虑到整个气动系统的空气状况的情况下，也可以在容器内装入一个闸辊或一个间歇抽吸系统。
图3具体示出了转向通道。用符号I和II表示该供应通道的两个可行布局的例子。如果转向角α等于180°，则固体将获得最大离心力。但缺点是，通道内有更高的阻力，这将需要更高的输送能量。转向角最好在70°到120°之间，尤其是90°。该转向通道的壁可以由一弯成圆形的金属片形成；该导向部最好不成圆形，而是逐步折边的。因此，转向通道没有起到光滑的滑动轨道的作用。因此，固体转向并尤其是损失了与棉丛流平行的力，而垂直力(等于重力方向)变得更加重要。另外，这种逐步折边略微开松了棉丛球。
图4更具体地表示分选通道。该栅格的任务之一是保持棉丛。由于速度明显降低，所以在分选通道内形成一平行气流；这样，在栅格条的表面上产生一气垫，它对使棉丛保持在流经气流内产生有利的影响。然而，该气流和气垫较小，因此通过该栅格可以分离出垂直加速的固体。栅格条2的宽度和栅格条之间空隙是如此选择的，即出现充分的固体分选，而不与之一起分选出许多棉丛。较大的固体或因其结构而位于栅格上而不能直接落下的固体被气流轻微地带动，直到到达开口9为止并且重力有助于其分离。栅格最好可以按一较小角度(参见图6a)布置，尤其是约±5°的角度，这与污染程度和杂物类型有关。
栅格条形状也可以这样选择，即栅格条之间的空隙在流向上总是不断变宽，如图5a所示。栅格条可以由弯曲的金属片或实心金属体制成。可是，栅格条之间的间距要小到不能让棉丛流落到栅格条之下。图5b表示栅格条截面例子的正视图。这样的形状是有利的，即它保持上述气垫但同时让经过的颗粒通过，由此防止了栅格或许被塞住。一个金属片最好为u形或成这样的u形，即其两边缘都略微向内弯，从而形成一个开口三角形。轻质固体在分选前经过较长路程；因此，整个分选通道的长度对于分选程度且尤其是较轻固体的分选程度更为重要。在它们撞到该冲击板(图6的13)的排出边之前，它们仍然在被分选。有利的是，从金属片排出边到栅格条(a)末端的距离可以调节，以便能够调整分离固体的粗细度。根据棉花受污染的程度及终产品的预期质量，可以确定分选程度。对于较高的分选程度，固体粗细度在密度和/或体积方面可能等于棉丛的密度和/或体积，并且在分选中的优质纤维数量增大。
冲击板10可由几个部分组成使该棉丛流转入排出通道的导向侧面11、使固体撞击此侧面并被导向分选容器的转向侧面12和排出边13。图6a-6c表示可如何设计冲击板的不同实施例。
在该导向侧面与转向侧面之间的角度可以变化，最好按照最多为90°且尤其是90°-70°的角度(参见图6c中的示意例)。因此，使撞击固体向下转并且防止这些固体因排出通道的抽吸而仍前进。
也可以用由一实体构成的型材来代替直角金属片。本发明的一个可选解决方案是，由弹性材料构成一转向侧面，以便缓冲该冲击并且所述固体不会上升。
一个太尖的排出边可以起到刀的作用并且可能增大在棉丛中不想要的棉结数。最好使用一个钝的或倒圆的排出边(图6b)。
权利要求
1.一种用于从空气棉丛流中分选出固体的装置，它具有至少一个供应通道、一后续的并水平延伸的分选通道、一布置在该分选通道之下的并有一共用开放区的分选容器、一排出通道，在该排出通道之后是一通风机，其特征在于，该供应通道的横截面在该分选通道之前增大，从而该空气棉丛流的速度降低。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该排出通道的横截面减小到相当于一随后的输送通道的横截面，从而该输送速度紧接在该分选通道之后被再次加速。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该供应通道是垂直布置的并且一个转向通道布置在该供应通道与该分选通道之间。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该转向通道造成该空气棉丛流以70°-120°并最好是90°的角度转向。
5.如先前权利要求之一所述的装置，其特征在于，该分选通道和该分选容器通过一个栅格被分隔开，该栅格布置在该供应通道或该转向通道的底部的高度上。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该栅格由栅格条形成，所述栅格条与该棉丛流平行。
7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，这些栅格条朝向该排出通道变窄。
8.如权利要求5、6或7所述的装置，其特征在于，一个开口设置在该栅格条的末端与该排出通道的入口之间。
9.如先前权利要求之一所述的装置，其特征在于，一冲击板布置在该排出通道的入口处。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，在该冲击板的转向侧面与导向侧面之间的角度至多为90°并最好在90°至70°之间。
11.如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，该冲击板由一块构成。
12.如权利要求9、10或11所述的装置，其特征在于，该冲击板完全或部分地由弹性材料制成。
13.如权利要求9-12之一所述的装置，其特征在于，在该栅格条的末端与该冲击板之间的距离可以调整。
14.如权利要求9-13之一所述的装置，其特征在于，该冲击板的排出边被布置在与该栅格条的顶边一样高的高度上。
15.如权利要求9-14之一所述的装置，其特征在于，该排出边被布置成比该栅格条的顶边略高。
16.如先前权利要求之一所述的装置，其特征在于，该分选容器和该分选通道可通过一个可封闭的盖相互分隔开。
17.如先前权利要求所述的装置，其特征在于，该分选通道的横截面成矩形。
18.根据先前权利要求之一所述的装置，其特征在于，该供应通道的横截面的增大足以使该空气棉丛流的速度在横截面改变之后且最迟在进入该分选通道时还最大等于正常输送速度的80％，最好是70％、50％、25％或15％。
19.一种从空气棉丛流中分选出固体的方法，其特征在于，该空气棉丛流的速度被降低到这样的程度，即所述固体可在重力的帮助下被分离出来。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，该空气棉丛流的速度在横截面改变之后且最迟在进入该分选通道时还最大等于正常输送速度的80％，最好是70％、50％、25％或15％。
全文摘要
本发明涉及一种固体分选机，它从用气流气动输送的棉丛中分选出固体如由金属、石头、木头、塑料、橡胶等组成的重质颗粒以及绳、线和杂物如梗、种壳残余、叶子等。本发明的解决方案是一种装置和一种方法，它们用于实现优质纤维与固体颗粒的更好的分离，其中将在分选通道内的空气棉丛流的速度减小到这样的程度，即固体有时间进行有效的分离。
文档编号D01G31/00GK1498697SQ20031011482
公开日2004年5月26日 申请日期2003年11月7日 优先权日2002年11月8日
发明者R·贝勒, P·布吕特施, M·哈斯勒, H·马祖尔, R 贝勒, 估, 娑, 捞厥 申请人:里特机械公司