专利名称：轧棉设备与方法
技术领域：
本发明涉及用于轧棉的设备和方法。轧棉是在采集棉花之后从棉籽上分离棉绒的工艺过程。一般轧棉是在棉田当地中心轧棉厂中进行的。
存在着两种主要的轧棉方法，即一种滚轮法和一种锯器法。在前一情况下，该滚轧的棉花受到水平切割，不损伤棉纤，产出较好的产品；在后一情况下，物料受到铅直切割，撕扯并损伤棉纤，但加工较快。显然，当前所用的方法变动在以下两者之间小型效率不高的装置，使用老式工艺技术，要求很多的维护和很高的动力输入；以及高成本的综合性机器，要求大量输入以具有效益。
在已知的滚轮式轧棉机中，一传送带使该物料坠入轧机顶上的各料斗而供给轧机。每一轧机的输出被运走；棉绒经过打包，而棉籽用以榨油。运用过程是，使棉花接触一皮革滚轮，纤维粘附于滚轮，而后把棉花拉拽经过一压靠于滚轮的刀具。在此固定刀具上方的一往复刀具从棉籽上割离棉绒(纤维)，棉籽通过一格栅坠落，而棉绒由一转动的带刀剥离器从皮革滚轮上剥离下来。
本发明的目的之一是，提供一种用于棉花的轧制机，虽然并不排除使用于其他产品，此机可形成滚轮式轧棉方法所特有的质量，但具有比较简单的结构并需要较少的操作技术和维护。本发明的机器一项优点是，就相对于尺寸和相对于能耗的生产能力两方面而论，都可以达到较高的出量。
按照本发明，并在一个方面上，提供一种轧棉设备，包括一上部固定盘和一下部转动盘，两者基本上在水平方向上水平地叠置起来并在其间形成一间隙，上部(固定)盘具有把供给到其上部表面、包括棉绒和棉籽的采集下来的籽棉送入两盘之间间隙的装置，上盘具有许多区域，各自配有一切割刀刃，在其下部表面上构成一刀具，配置得致使籽棉于两盘相对转动期间被送入所述间隙并被推过所述切割刀刃时，棉绒逐步从棉籽上被割下，而被割下的棉绒(棉纤)则被抽取出来，棉籽可以收集在一单独的容器之中。
在第一实施中，籽棉被卡持在下盘的上表面上的各槽沟之中，一些槽孔穿过下盘。
在第二实施例中，籽棉在下部转动盘上被送往或被带往固定于上盘的刀片，籽棉的棉绒部分由一皮革/棉质复合材料垫板在固定的刀片下面予以拉拽/梳刷。
本发明还提供一种轧制采集下来的籽棉的方法，包括以下各步骤a)把包括棉绒和棉籽的采集下来的籽棉送到一下部转动盘的上部表面上；b)转动所述盘，从而把所述采集下来的的籽棉带向位于所述下部转动盘以上的一确定距离处的一刀具前面刀刃，以使籽棉在刀刃以下受到拉拽/梳刷。
c)从所述刀具的一个面向后面的边缘处抽取从所述采集下来的籽棉上分离下来的棉绒；以及d)从所述刀具的前面刀刃处收集所述棉籽。
为了比较完整和更为详细地说明本发明，下面通过实例特别参照示意性地表明该设备的附图来说明一实施例，在附图中
图1以侧面正视图示意性地表明根据本发明的轧棉机的第一实施例的结构；图2以平面视图表明给进盘；图3以平面视图表明一实施例的转动盘；图4以平面视图表明棉籽收集盘；图5以平面视图表明马达支承盘；图6以透视图表明一刀板的透视图；图7表明示于图2和3中A-A上的刀板、给进盘和转动盘的片断剖面视图；图8详细示出了刀板刀刃；图9表明一转动盘的经过改进的结构；图10表明根据本发明的轧棉机的第二实施例；图11表明转盘的另一设计；图12表明上盘的另一设计；图13以侧视图表明图10设备的刀片配置；图14以平面视图表明下部刀片表面；以及图15以侧视图表明另一下部刀片结构。
首先参见图1，其中以侧视图示意性地表明根据本发明的一轧棉机。此机具有一电气驱动马达1，装在一固定的蜘蛛状盘5上并通过一弹性联轴节11连接于一驱动轴10。在固定于机床6上的盘5以上，设置一固定的棉籽收集和排放盘4，带有孔口41以允许轧出的棉籽穿过而被收集起来。盘4具有一中心孔口42以允许马达驱动轴从中穿过。
位于固定盘4以上是一与轴10联接的一转动板3，此板位于一固定的给进盘2以下一个确定的间隔距离。给进盘2具有一中心孔口25，支承着轴10的一轴承总成13。
轴10向上伸展并可用以驱动位于此机上方的翻松器或撕捏器。
一用于已采集籽棉的给进导管总成21位于盘2上方并一般具有一种用以送进有待轧制籽棉的已知结构。导管21分作四条支管，只画出两条22和23。给进盘2具有四个刀板24沿着每边分隔开来，并带有一中心孔口用于轴10自由通过(图2)。每一刀板由导管21的一条支管22,23给进籽棉。
设置在给进板2以下的转动盘3具有四个区域31，各自包括一系列平行的槽沟32，向外伸出，以及一中心联轴节33，连接于驱动轴10。各槽沟32向下通向穿过此盘的各槽孔34(图7)。在图7中，表明图2和3朝每盘的中心轴线看时A-A上的一剖面，此时盘2和3是装配起来的。
在图7中画得比较清楚，固定的给进盘2具有四个孔口，每一孔口容放一刀板24。每一刀板由各侧面凸缘26支承，它们安放在盘的表面上并可以垫补以从事调整。刀板24具有各槽孔，或者换句话说经过机加工以形成刀状的切割刀刃27。也可以提供一些分离的刀片安装在刀板上。有待轧制的籽棉S沿着一侧面入口I进入刀板24并由转动盘3吸进在刀板24前面刀刃处由斜坡29形成的收容槽道(图8)。当盘3中第一槽沟32’的前面刀刃到来时，籽棉S被吸入和封进槽沟以及被拖至刀板24之下，棉籽则由各转动板之间的拖曳力向上拉拽而顶住各刀刃27。棉绒因而由于各刀刃27的连续动作而逐步被切断和除去。每一后随的刀刃使籽棉转动以现出新的一片经受切割的棉绒。剥光的棉籽穿过各槽孔34，而刀板24出口端O处的一刮刀28会除去棉籽上的任何棉绒并使棉绒向上偏斜通过在刀板此端处的一孔口而由吸力吸走。刮刀28可确保棉籽被显然分离出来并在向下方向上被迫使而不受阻力地从各槽沟脱出而达到出口。分离出来的棉籽通过各槽孔34落下并聚集在盘4上面，而在盘3底面上的一扫刀或刮板(未画出)把棉籽推向盘4上的孔口41，以便排出。
在此过程中从棉籽上分离下来并通过出口O离开的棉绒采用一已知的真空吸收系统予以除去，通过各导管35启动并供向一打包机(未画出)。
与已知的从棉籽上分离棉绒的各种方法相比，本发明采用的原理是，在两个水平的相对转动的盘之间导引棉花，一个盘具有一系列切割刀刃，而另一盘具有一些槽沟，棉绒逐步从受到分离的棉籽上切下。这种免去各革制滚轮和其他关键零部件的惊人简单的方法和结构已经取得优异的效果并易于安装和调节以及需要较少的动力。可以理解，按照有待处理的棉花规模，可以并行地使用多部设备。
在一种实用的结构中，各盘的直径大约1m，厚度大约19mm，而各刀板24和各槽沟面积32是大约330mm长和280mm宽。刀板最好是具有5条切割刀刃或分离刀片，但这一数目是可变动的。盘2与3之间的间隙通过易于进行的累试予以精确确定，而细微调节可以通过在各凸缘下的各刀板上从事垫补而予以实现。
在图9中，显示出转动盘3的一种改进，而在此结构中，以下述方式避免了盘的可能歪扭，即提供一铸铁盘3，带有底面上的各腹板90和盘上的四个切出孔口91，后者支承着带槽沟和带槽孔的各钢板组件92。各槽孔32、34可以设置在这些板92上的各个档板之间，这些板92在间距上可以调节以实现最佳功能。在此结构中，盘3的各槽沟区域32、34是由独立的诸如板金属制件的各子组件92构成的。
在一项改进中，邻近切割刀刃27的刀板24的刀刃可以制有倒角。
在一项实例中，已经筛除一切由野碎物(主要是石子和细碎枝条)和已经在一翻松器或撕捏器之中作过分离的已采集籽棉，通过盘2的四块刀板24之一的端部被给进。通过四块刀板24之一的端部进入盘2和3之间间隙的物料被给进到转动板的一槽沟之中并被携带在各刀刃从籽棉切除棉绒的地方，刀板以下。棉绒然后在刀板的端部处越过刮刀，此刮刀从棉绒首先进入的地方将棉绒引出刀板另一端部处的出口。同时，随着棉绒超过刮刀，带有任何余留棉绒的棉籽通过刮刀下面，刮刀则除去任何最后一点点余留棉绒。棉籽此时随意通过槽沟坠落，而任何余留棉绒被带到下一刀板上去并与在推移棉籽的刀板处进入的棉绒一起离去。
已经从盘2中刀板侧面离出的棉绒由一种把物料送至打包机的真空方法取走。
留在后面的棉籽落入转盘3中的槽沟32并穿过而达到盘4。盘3底面上的一刮板或凸缘把棉籽扫向一离出洞孔，在该处棉籽落出到收集区段以便装袋。
第二实施例示于图10，其中类似于图1的零部件以相同的参照标号表示。图1的弹性轴承由一成双轴承装置102、104来代替，此成双轴承设置在一中间盘106的每一侧面。这种配置缓解了马达1上的作用力。马达1可以是6到10马力。6HP马达最好是用于1m(40英寸)的转盘，而10HP用于直径1.5m(60英寸)的转盘。
上部刀片2具有经过改进的刀片夹持装置108、110。最好是具有2、4或8个这种装置。
一给进料斗112装在刀片2以上并在一优选实施例中配有一转动剪切器114。给进溜槽116、118将籽棉向下给进到刀片装置。
棉籽120，一旦与其棉绒剥离，被收集在袋子122、124之中并由一种参照图12和13予以说明的压缩空气射流从转动盘2、3射出。用于此设备的压缩空气和真空均由已知的适当手段予以提供。
现在参照图11，图中示意性地表明转盘3的一种新型设计。此转盘3最好是包括一铸铁盘，上面装有许多转动刀片126-140。在每两个刀片126、128之间是一张皮革或棉质复合材料或其他最好是不具有对于进一步加工诸如染色等的不良影响的适当材料142-156，它们起到抓住棉花的作用并随着刀片转动而将棉花驱赶到固定的刀片上，如图12所示。各皮革片将基本上是三角形的，内部宽度(IW)是3-4英寸，而外部宽度(OW)是8-10英寸。这样是很合乎需要的，因为棉花是靠皮革或棉质复合材料上的摩擦予以推动的，而内部转盘以一相应的低速运动，因而提供了较大的摩擦抓握力而要求较少的皮革。上部盘面将基本上是平的，由皮革和刀片构成平坦表面。在图14中表明另一种皮革安装设计，但在图11中皮革是粘接或换句话说硬性固定于上盘的由各刀片126-140形成的间隙之中。
在另一实施例中，刀片126-138可以以虚线138′画出的不同角度予以安装。这一配置可使转动刀片126-138以不是直角的角度与各固定刀片相遇并产生近乎一种剪刀作用。
示于图12的上部固定盘装置2在一最佳实施例中包括一方盘20，带有切穿上盘的矩形孔口202、204…216。此盘可以比如是1/2英寸钢板并可以配有固定孔眼220至226，用于把盘固定于机架(图1)。邻近每一孔口202至216，有一刀片装置，较为详细地示于图13和14。假定如箭头所示的一底盘的转动方向，各刀片装置150位于由点划线所示的每一孔口旁边。各孔口的尺寸，对于1.5m的转盘来说，在一最佳实施例中是220mm宽，417mm长。虽然画得是等间距的，各孔口的位置可能必须予以稍微调节以确保突角附件220至226不妨碍图12中由点划线画出的棉籽射出或真空抽取设备300。
显然，对于许多孔口/刀片装置来说，将需要一真空歧管装置来供给一棉绒收集设备304和真空泵306。这些都用点划线画出，而歧管302只针对两个孔口画出，不过很容易予以修改以囊括所有8个孔口或使用许多真空设备。
在图12中，空气管道172(见图13)画得与刀片装置206相联系，后者向射流172提供空气以便把棉籽吹进各容器之中。
这一空气管道172在一最佳实施例中可以从一同样为管道166提供空气的歧管171供气。此歧管可以连接于一环状歧管装置1701并通过进气管道1701供以压缩空气，在压缩空气最好是经由上盘的一突角224送出。
现在参照图13和14，每一上部刀片装置150包括一装接于支承盘2的支承板152、一装接于台座152的刀片支承台座154和一上部刀片156。上部刀片156可利用螺栓157,158(在图13中只画出一个)予以调节。
从籽棉切下的棉绒经由出口160输出并由真空装置(未画出)吸出。
输入的采集下来的籽棉，包括棉籽和棉绒，以及诸如碎叶之类的其他可能杂质，如箭头162所示，落向盘3上。盘3在箭头164所指的方向上转动。皮革与棉质复合材料垫板144等“拣拾”采集下来的籽棉并携带或输送它们前往刀片156。籽棉的棉绒部分随后在固定刀片下面受到拉拽和梳刷，而固定刀片和与各皮革垫板一起固定于转盘的转动刀片的切割动作可从棉籽上切断棉绒。切下的棉绒通过刀片156与盘3之间并在160处被吸出到真空设备300-306。为了协助被迫顶靠刀片156的棉籽，一股或多股空气射流由具有各微小孔眼168(图13)的一根管子166提供。空气导管166可以装接于一可导引棉籽的导板170。
棉籽120，一旦与棉绒剥离，借助于一管道172提供的又一气流174予以射出。这样把棉籽投入袋子122-124等。
在示于图15的下盘3另一配置之中，皮革或棉质复合材料垫板144等设置得是弹簧加载的，以致当垫板磨损时，磨损量由弹簧180的作用而得以抵消。当安装皮革垫板，可以使用一在184处是细长的钢板182，以便处于每一刀片128的悬臂190之下。在另一端处的铰链可以任何简单的手段予以设置，诸如槽182的另一延伸段186，而固定在邻近的刀片126下面的一凹槽188之中。
随着皮革垫板的磨损，弹簧180将推动皮革向上，从而保证与棉籽的良好摩擦接触。在此实施例中，下部刀片126等由适当的各螺丝192固定于盘3。上下刀刃之间的间隙在一最佳实施例中处在千分之2至6英寸之间。
在另一个用于某些类型的采集下来的籽棉的实施例中，在转动盘上可能不必具有任何刀片。盘的上部表面将是一种棉质复合材料上的皮革，它可以借助其旋转作用把采集下来的籽棉抛击在上部各固定刀片上，从而从棉籽剥离棉绒。棉绒将在各固定刀片下面通过而被抽吸出去，一如上述。
每一固定刀片具有相应的给进溜槽(116,118等)。如果转盘直径增大到比如2m直径，则刀片数以及给进溜槽数可以增大到比如12或更多。
权利要求
1．一种轧棉设备，包括一上部固定板和一下部转动盘，两者基本上在水平方向上平行地叠置起来并在其间形成一间隙，上部固定盘具有把供给到其上部表面、包括棉绒和棉籽的采集下来的籽棉送入两盘之间间隙的装置，上盘具有许多区域，各自配有一切割刀刃，在其下部表面上构成一刀具，配置得致使在籽棉于两盘相对转动期间被送入所述间隙并被推过所述切割刀刃时，棉绒逐步从棉籽上被割下，而被割下的棉绒或棉纤则被抽取出来，棉籽可以收集在一单独的容器之中。
2．按照权利要求1所述的轧棉设备，其中下部转动盘包括一系列区域，每一区域包括一切割刀片，与上盘的一些刀具协同工作。
3．按照权利要求1或2所述的轧棉设备，还包括接近每一上盘刀刃的导板装置，用于导引采集下来的籽棉。
4．按照权利要求3所述的轧棉设备，还包括压缩空气喷射装置，它装接于所述导板，所述喷射装置指向上部刀片的前面刀刃。
5．按照权利要求1至4中任何一项所述的轧棉设备，还包括真空吸收装置，位于所述上部刀片装置的后面边缘处，用于抽取由所述上部刀片装置切下的棉绒。
6．按照权利要求2至5中任何一项所述的轧棉设备，其中下盘包括许多刀片，每一刀片与所述各上部刀刃协同工作以构成许多剪刀装置，各上下刀刃由一确定的间隙分隔。
7．按照权利要求6所述的轧棉设备，其中确定的间隙在千分之2至6英寸之间。
8．按照权利要求6至7中任何一项所述的轧棉设备，其中下盘上的许多刀片由固定在各个刀片之间的许多皮革或棉质复合材料垫板隔开，每一皮革或棉质复合材料垫板用以把采集下来的籽棉的棉绒部分驱赶到每一上部刀片上而被从棉籽上分离下来。
9．一种采集下来的籽棉的轧制方法，包括以下各步骤a)把包括棉绒和棉籽的采集下来的籽棉送到一下部转动盘的上部表面上；b)转动所述盘，从而把所述采集下来的籽棉带向位于所述下部转动盘以上的一确定距离处的一刀具前面刀刃，以致籽棉在刀刃以下受到拉拽/梳刷；c)从所述刀具的一个面向后面的边缘处抽取从所述采集下来的籽棉上分离下来的棉绒；以及d)从所述刀具的前面刀刃处收集所述棉籽。
10．按照权利要求9所述的采集下来的籽棉的轧制方法，包括以下步骤把采集下来的籽棉在许多部位处送到用于与许多刀刃协同工作的转动盘上。
11．按照权利要求9至10所述的采集下来的籽棉的轧制方法，还包括的步骤是，经由一歧管装置用真空方法抽取棉绒。
全文摘要
用于轧制采集下来的籽棉的方法和设备,包括以下各步骤:把包括棉绒和棉籽的采集下来的籽棉送到一下部转动盘(3)的上部表面上;转动所述盘,从而把所述采集下来的籽棉带向位于所述下部转动盘以上的一确定距离处的一刀具前面刀刃(29),以致籽棉在刀刃(27)以下受到拉拽/梳刷;从所述刀具的一个面向后面的边缘处抽取从所述采集下来的籽棉上分离下来的棉绒;以及从所述刀具的前面刀刃处收集棉绒。
文档编号D01B1/00GK1219210SQ9719479
公开日1999年6月9日 申请日期1997年5月15日 优先权日1996年5月24日
发明者特雷弗·佩恩 申请人:坦普雷顿工艺发展有限公司