专利名称：一种用废矿物棉生产制品的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生产矿物棉(含矿渣棉、岩棉、玻璃棉、硅酸铝棉等)保温材料制品的生产装置及生产方法，具体地说就是可以将废矿物棉(散状棉和不规则的原棉)经过再加工而制成不同品种和规格的保温材料制品的生产装置和方法。
目前，市场上销售的矿物棉保温材料制品，均是采用由制棉机制出的棉纤维直接沉降到沉降室输送网带上的均匀的棉毡制作的。而没有采用废矿物棉再生产保温材料制品的生产装置和方法(干法)。现已有人开始利用手工操作生产对以上废矿物棉进行一些简单的再利用(属于湿法生产方法)加工，但产品质量极差，劳动条件和环境恶劣。
本发明的目的在于提供一种新的生产装置及方法(属于干法生产方法)，对以上废矿物棉进行再加工，为废矿物棉的再利用提供一条切实可行的新途径，也为现有生产矿物棉企业的生产提供了配套的生产装置和方法。
本发明是这样实现的，采用了多级不同方式的机械加风力的开棉生产装置及方法，它为废矿物棉的再利用提供了可能的必要条件。使被松开的棉纤维有机会能够在沉降的过程中均匀地加入粘合剂，并经絮棉机制成均匀的棉毡供下道工序使用。与之相连接的卷管机可将棉毡自动卷绕成各种规格的保温管制品。若将卷管机换成制板机，就可以制成不同厚度的保温毡和保温板等制品。
本发明由于安装了与之配套使用的收尘设施，以及微负压循环风的操作系统，机器处在微负压的条件下工作。使得生产环境大大改善，操作者可以较轻松地守候机器旁进行生产。
图1是本发明的开棉机A的结构示意图;
图2是本发明的絮棉机B的结构示意图;
图3是本发明的卷管机C的结构示意图;
图4是本发明的制板机D的结构示意图;
图5是压棉辊5的正面结构示意图;
图6是扯棉辊2及齿型网带12工作示意图;
图7是剥棉辊22及齿型网带12工作示意图;
图8是活动筛14局部俯视示意图;
图9是本发明整体示意图和微负压循环风收尘操作原理图;
图10是输送网带28的局部俯视图;
图11是辊35的防粘结构示意图;
图12是过滤网带28过桥示意图;
图13是槽型导向辊38与钢带28工作示意图。
本发明的实施例主要由开棉机A、絮棉机B以及卷管机C或制板机D等设备组成。
如图1所示，开棉机A由喂入部分、上棉部分、开棉部分、送风部分、活动筛14和电动机24组成，喂入部分由料斗8、输送带9、密封帘10和链轮11连接在一起构成，上棉部分由压棉辊5、涨紧轮6、扯棉辊2与齿型网带12靠在一起构成，开棉部分由齿型网带12靠在上剥棉辊22、下剥棉辊19上组成，送风部分由进风管1、挡风板3、进风口4和机壳7构成，活动筛14由轴15、主传动链轮16、下排轴17、上排轴18构成，电动机24经链轮23同时带动主传动链轮16、下剥棉辊19、链轮11、涨紧轮6、压棉辊5、扯棉辊2、链轮25、上剥棉辊22一起转动。
其生产方法为料斗8将待加工的废棉放入其中，由链轮11带动输送带9将废棉运送经过密封帘10进入机壳内，并到达由链轮25带动的齿型网带12处，网带12的主要作用是开棉，其次是输送棉。由它将大部分废棉插在齿尖处带向上方，多余没有插上的棉团重新回到输送网带9上。此时在棉中夹杂的渣子等物被部分地分离出，通过排渣斗13排出。上面落下的棉和加入料斗运送来的棉的总和应大于齿型网带12的总上棉量，这样多余的棉能够在齿型网带12上棉不足的地方起到一个补充的作用，使网带12上的齿尖能够挂满棉。由于这种废棉的密度较大，且纤维很脆，齿型网带12上的齿不易插入棉团的内部，所以在这里设置了一个压棉辊5，其上面的压板采用橡胶板或软塑料板等柔性材料，压板的截面形状为齿轮渐开线的形状，正面为间断型，每块软板K均可自由弯曲活动如附图5所示。辊5在链条涨紧轮6的作用下，顺时针转动，它能够完成将挂在齿型网带12齿尖上的棉压入齿的根部。扯棉辊2也作顺时针转动，在辊上装有许多钢针，辊的截面钢针系采用齿轮渐开线的弯曲形状，其弯曲方向与辊5上的压板相反，作用是将过多的棉(即露在齿型网带齿外的棉)扯下，保证齿型网带12的上棉量为一定值。扯棉辊2动作过程，如图6所示，为了避免棉纤维的损伤，齿型网带12上的齿设计为一曲线形，它近似于一个圆弧线的一段。网带上的齿尖运动轨迹为直线向上，而扯棉辊2上钢针的尖端作的是圆周旋转运动，为一曲线。两者在0点的相对运动轨迹为先互相插入棉团(以钢针尖端的插入为主)，即两个力F1和F2大小相等、方向相反。当转过0点之后，钢针尖端的作用力F1逐渐转向F3的方向，形成一个扯松的力量，将棉团从中间扯开，有效地保持了纤维的完整性。当齿型网带12挂满棉的部位转到作逆时针旋转的上剥棉辊22处时，因在上剥棉辊22的四周也装有许多钢针，辊子截面的钢针方向均与辊22的轴线垂直。钢针的尖端与齿型网带12上的齿交叉插入一定的距离，但在沿轴线的方向相互错开，应保证在相对运动时不发生碰撞。所以靠近齿尖处的棉被上剥棉辊22剥离下一层。这里由于采用了曲线形的齿型网带的齿和与轴线垂直的钢针相配合的剥棉方法，如图7所示，在两者相对运动时，网带12的齿尖有一个向左偏斜的力F1，剥棉辊钢针尖则有一个向右偏斜的力F2，钢针的动作是先插入棉层内部，然后再向右扯，所以在剥离时只剥下表面一层，而不会全部带出。被剥下的棉经导料板20抛向下方。支撑辊21是用来减轻齿型网带12的抖动，避免剥棉辊同齿型网带相碰撞。由风管1来的风经进风口4进入网带12内，因为网带12的每块链板之间都留有一定的距离(组成许多长孔，约占网带总面积的二分之一)，所以在挡风板3的作用下，风从后经网带12上的长孔向前将剩在齿型网带12根部内的一层棉吹向齿尖处，再由作逆时针旋转的下剥棉辊19将其全部剥出，辊19与辊22的动作相同，作用一样，只是钢针交叉插入齿型网带12上齿的深度更多一些。经过两次剥离的棉均落入开棉机下部的活动筛14内，由电机24经链轮23通过链条传到主传动链轮轴16，再通过几组齿轮传动，带动活动筛14中的若干根带有许多钢针的上排轴18和下排轴17。其中各个相邻的两根轴的转向不同，转速也不同。因此，能够起到将棉团扯松的作用，通过活动筛14，落入活动筛下方的絮棉机B中。如图8所示，活动筛14上排轴的钢针a互相对应，主要用于扯松棉团，下排轴17的钢针b与上排轴18钢针相互交错插入，主要是将缠绕在上排轴18上的纤维扯下来，其次还可以起到阻挡由上排轴漏过的棉团的作用。由于上排轴18和下排轴17的有机配合，使活动筛14既能阻挡棉团起到筛子的作用，同时又能起到将被阻挡住的未能开松的棉团继续开松的目的。
供给开棉机与絮棉机的风压来自于同一个循环风系统，如图9所示。由风机93将絮棉机内的风由出风口31引出，打到一个空气膨胀箱89内，膨胀箱上设有一个收尘器90，还设有一个出风口91，由调风阀92控制风量，出风口91与开棉机的进风管1连接，进入开棉机A的风经絮棉机B被风机93抽出，调风阀92是用来调整设备工作时风压高低的，也就是说设备内的负压是靠调风阀的阻力来实现的。开棉机A和絮棉机B应经常处在微负压的情况下操作。在正常工作的时候，只有很少的风经收尘器90排空，其排风量等于设备工作时因密封不严漏入的风量，即设备由循环风系统以外吸进的风量。
如图2所示，絮棉机B由机壳27、喷胶头26、输送网带28、输渣网带30、压实部分、网带清洗部分和电机44构成。喷胶头26固定在机壳27的内壁上，机壳27上开有吸风口31和掏渣口33。输送网带28套在托轴29、主传动轴42、槽型导向辊38、导向辊48、槽型导向辊51上构成。输渣网带30套在主传动辊32和托辊29上，压实部分由摇臂34、辊35、网带36和辊轴37构成。网带清洗部分由清洗水盘49、传动链47、刷轴辊50构成。电动机44通过链轮45、链条43和链条46分别带动链轮40和主传动轴32转动，由主传动轴32通过一对链轮经过链条47带动刷轴辊50转动。其生产方法为经活动筛14落下的纤维进入机壳27内，在下落的过程中与一个或两个喷胶头26喷出的已经充分雾化了的粘合剂混合。在以上过程中仍然有一些更小的渣球在下降时被空气的阻力分离出来。小渣球先落在输送网带28上，由于输送网带28是由若干根封闭的环型钢带组成，每根之间留有一定的间距，形成条型筛子网状，如图10所示，所以小渣球可以顺利地通过并落到输渣网带30上，经链条46和主传动辊32的带动下，渣子被送到掏渣口33处。混有粘合剂的纤维在吸风口31的负压作用下，被迅速有效地拦截在网带28上，网带28被电机44上的链轮45通过链条43带动网带主传动辊链轮40拖动，连续匀速向前运动。由于下降的含胶纤维为一定值，所以在网带28上便会形成一层均匀的毡层(毡层的厚度是依靠开棉机A的开棉量来决定的，开棉机传动电机为调速电机)。为了使网带28平整，在网带的下方加设了若干根托辊29。沉降在网带28上的棉层经压实锁风辊35压实后被网带28托出絮棉机。辊35由摇臂34限位，作上下摇动。小辊轴37和小网带36是预防毡片粘在辊35上而设的。小网带36是由许多根封闭的尼龙绳圈组成，每圈之间留有一定的间隔，在辊35和辊37上均沿轴线方向按此间隔加工出环形槽，每根尼龙绳均在各自的槽中运动，如图11所示，它们可将粘在辊35上的毡片剥离下来。在主传动轴42与卷管机C传动辊41或制板机D传动辊41之间，设有过渡网带过桥39，如图12所示，过渡网带是由许多根钢丝排列组成，其间隔为钢网带28的每根钢带的间隔，即在每两根的间隙中插入一根钢丝39，钢丝的其中一端固定在支架94上，另一端搭在辊41上。它可使毡层从絮棉机B的网带28上顺利地过渡到卷管机C的网带54上。与毡层脱离后的空网带28在槽型导向辊38和槽型导向辊51以及平导向辊48的作用下继续循环使用，重复上述工作过程。槽型导向辊38和槽型导向辊51的主要作用是防止网带28的沿轴向移动，如图13所示，它们是沿轴线的方向上均布带有许多略宽于钢带的环形槽辊轴，每根钢带均在各自的环型槽内运动。在网带28的最下方设有一个清水洗盘49，以及一个由传动链47带着转动的刷轴辊50对网带28作连续不断的清洗。
如图3所示，卷管机C由套装在主传动辊组55、付主传动辊53、主成形辊58、主成形辊59、转向辊62、辊65和配重辊67上的成型网带54，用套在主传动辊组55上的链条43带动着可移动，在靠近付传动辊53的一侧，装有离合器52，可动的管芯60靠在主成形辊58和主成形辊59的一侧共同构成。由于该生产方法使用的原料的棉纤维较短，制出的毡层抗拉强度较低，所以在此采用了强制性全包裹式挤压缠绕成型法生产保温管。此法的特点是由成型网带54将正在缠绕的保温管61及管芯60全部包围，同时成型网带54还肩负着运输棉毡的作用，使保温管61周围受到的挤压力是均匀的，对于连续送入并缠绕在管芯60上的每一层棉毡所施加的压力也都是均衡的。它的具体工作过程是这样实现的，卷管机C的动力来自于絮棉机B上的电机，即同絮棉机B共用同一台电机，以保证两网带的同步运行。由链条43传递，在其间增设了离合器52(只用于卷管)，在卷管达到尺寸要求时摘开，中断絮棉机B的供毡。为了使卷管机网带54获得足够的工作拉力，在主传动部位除了主传动辊组55外，还增加了一个副传动辊53。传动链条43是靠辊55涨紧的。在主、副传动辊的带动下，网带54托着毡层56沿箭头方向前进，经过主成型辊58和主成型辊59后在网带54的作用下，棉毡被一圈接一圈地缠绕在予先放置的管芯60上。空网带54经辊59送出，再经转向辊62和调整辊65，到主传动辊55处，辊65用于加工不同管径时，调整网带的长度。当保温管61达到厚度要求时，滑台63及压辊64对保温管61进行挤压定型，定型完成后将固定在摇臂57上的辊58沿箭头由右向左搬动，这时保温管61及管芯60在加有配重的摇臂66及配重辊67的作用下从工作部位拖出，完成加工全过程。保温管61在缠绕过程中直径由小变大，网带长度的自动补偿变化是依靠摇臂66和配重辊67的上下摇动来实现的，保温管在缠绕过程中的挤压力大小调整也是靠它获得的。
本发明的制板装置D的结构如图4所示，在带有进风口80的下机壳84和带有出风口的上机壳72中间，装有齿轮组67的下齿轮轴，可通过链条88及封闭链条81带动下网带83沿托辊组82移动，齿轮组67的上齿轮轴，可通过封闭链条75和上压辊组77带动上网带74移动，上下网带间的距离可通过上网带74上的两个调整螺杆组76调节，它们的后部装有切断装置78。其工作过程是由絮棉机B输送过来的棉毡(喷胶棉)，经过渡网带过桥39过渡到制板装置D下网带83上，通过链条88将电机的动力传递给辊的端部的链轮并带动该辊一起转动，然后再由若干根封闭链条81带动托辊组82一起转动，被拖动的网带83带着棉毡一起向前移动，到达上网带74的位置后，上、下网带对棉毡施加一定的压力，继续向前输送。上网带74的运动是依靠齿轮组67来实现的。齿轮转动后带动了与之相连的链轮68也一起转动，链轮68经过若干根封闭链条75带动上网带74上压辊组77一起转动，棉毡在上、下网带的夹持下，送入由上机壳72和下机壳84组成的粘合剂固化段，由进风口80送入的来自热风炉的热风在挡板73的作用下，在棉毡中往返穿过，最后经排风口排出。被固化好的棉毡经切断装置78切成所要求的尺寸，由输送网带79送出。上、下网带均采用了与絮棉机网带28相同的封闭型钢带，为了防止钢带的横向移动，特加设了一对钢带限位槽辊71和辊85，每根钢带均在各自的槽中运动。在每组钢带的左端还设有上刷油辊69和下刷油辊86，以及油槽87和漏油斗70，对上、下网带进行连续涂刷施油，可使棉毡在固化的过程中不致与网带粘连，对棉毡加压的力量是根据需要靠调整螺杆组76来实现的。
经试用，本发明的优点是明显的(一)、本发明利用废矿棉制造的保温材料，如棉毡、保温管、保温板等均已满足工业需要，节约了矿棉资源;(二)、提高生产效率，本发明比手工劳动提高效率10倍以上，并提高了产品质量，比手工产品提高一个等级，还改善了工作环境，有利于生产者的健康;(三)、本发明的设备价格低，生产制品成本也低，只相当于现有矿务棉制品成本的二分之一;(四)、生产方法简便，易于操作。总之，本发明适合于废矿物棉生产制品的需要。
权利要求
1.一种用废矿物棉生产制品的装置，其特征在于由于棉机A、絮棉机B、卷管机C和制板装置D构成，开棉机A由喂入部分、上棉部分、开棉部分、送风部分、活动筛14和电动机24组成，喂入部分由料斗8、输送带9、密封帘10和链轮11连接在一起构成，上棉部分由压棉辊5、涨紧轮、扯棉辊2与齿型网带12靠在一起构成，开棉部分由齿型网带12靠在上剥棉辊22、下剥棉辊19上组成，送风部分由进风管1、挡风板3、进风口4和机壳7构成，活动筛14由轴15、主传动链轮16、下排轴17、上排轴18构成，电动机24经链轮23同时带动主传动链轮16、下剥棉辊19、链轮11、涨紧轮6、压棉辊5、扯棉辊2、链轮25、上剥棉辊22一起转动，絮棉机B由机壳27、喷胶头26、输送网带28、输渣网带30、压实部分、网带清洗部分和电机44构成，喷胶头26固定在机壳27的内壁上，机壳27上开有吸风口31和掏渣口33，输送网带28套在托轴29、主传动轴42、槽型导向辊38、导向辊48、槽型导向辊51上构成，输渣网带30套在主传动辊32和托辊29上，压实部分由摇臂34、辊35、网带36和辊轴37构成，网带清洗部分由清洗水盘49、传动链47、刷轴辊50构成，电动机44通过链轮45、链条43和链条46分别带动链轮40和主传动轴32转动，由主传动轴32通过一对链轮经过链条47带动刷轴辊50转动，卷管机C由套装在主传动辊组55、付主传动辊53、主成形辊58、主成形辊59、转向辊62、辊65和配重辊67上的成型网带54，用套在主传动辊组55上的链条43带动着可移动，在靠近付主传动辊53的一侧，装有离合器52，可动的管芯60靠在主成形辊58和主成形辊59的一侧共同构成，制板装置D的结构是在带有进风口80的下机壳84和带有出风口的上机壳72中间，装有齿轮组67的下齿轮轴，可通过链条88及封闭链条81带动下网带83沿托辊组82移动，齿轮组67的上齿轮轴，可通过封闭链条75和上压辊组77带动上网带74移动，上下网带间的距离可通过上网带74上的两个调整螺杆组76调节，它们的后部装有切断装置78。
2.一种用废矿物棉生产制品的方法，其特征在于将废矿棉放入开棉机A的料斗8中，由输送带9带入齿形网带12处，由压棉辊5、扯棉辊2与齿型网带12共同将废矿棉输送到上剥棉辊22和下剥棉辊19上，将废矿棉开松后送到活动筛14上继续开松，并送入絮棉机B的机壳27内，在开松的废矿棉下落过程中由喷胶头26喷入粘合剂并共同落在输送网带28上形成均匀的含胶毡层，同时，将渣球落到输渣网带30上送出，由于从抽风口31的抽风作用使机壳27下部形成负压，使开棉机A中的废矿棉迅速地连续地送入絮棉机B内，经压实锁风辊35压实后送入卷管机C内卷管或送入制板装置D中制板。
3.根据权利要求1和2的卷管方法，其特征是在于成型网带54上的毡层56的一端，缠绕在管芯60上，成型网带54随主成形辊58和主成型辊59的转动将毡层绕在管芯60上，并逐步增加厚度，当达到厚度要求时，使离合器52摘开，停止缠绕，摘下卷管。
4.根据权利要求2和3的矿物棉板的生产方法，其特征在于将电动机的动力传给齿轮组67，经带动上下网带及输送到上下网带中间的棉毡，在加压情况下移动，经过进风口吹来的热风穿过棉毡而得到烘干、固化成为棉板，当烘干的棉板达到规定尺寸时，切断装置切断棉板而制得。
全文摘要
本发明属于矿物棉(含矿棉渣、岩棉、玻璃棉、硅酸铝棉等)保温材料制品生产技术领域。它由开棉机A、絮棉机B、卷管机C或制板机D等主要设备组成。该设备的生产工艺属于干法生产工艺。它是利用了开棉机经多级不同方式的机械加风力的开棉方法将废棉开松、经过开松的棉纤维在自然沉降的过程中，与喷胶头喷出的已充分雾化的粘合剂混合后，再由絮棉机制成所需厚度的棉毡层。
文档编号C03B37/005GK1068769SQ91104940
公开日1993年2月10日 申请日期1991年7月19日 优先权日1991年7月19日
发明者周卫国 申请人:河北省建筑材料工业设计研究院