一种废旧纺织物长纤维开松机组的制作方法

本发明涉及一种废旧纺织物的再生处理技术，具体讲是涉及一种能够获得长纤维的废旧纺织物开松机组，包括对棉纺、麻纺、毛纺编织物，合成纤维、复合纤维、化学纤维编织物的开松处理。

背景技术：

纺织原料的纤维开松机是棉纺、麻纺、毛纺开松技术中的主要设备。对于不同纺织原料的开松，对应有不同工作原理的开松技术和开松设备，他们的共同目的是为了获得理想的纺织纤维。

在废旧纺织物、废旧服装的循环经济再生领域，采用现有纺织开松技术和现有开松设备，至今仍没有达到良好的开松效果。例如，我国早在20年前，针对废旧服装、废旧纺织物原料进行加工，获得的废纺棉绒和废纺纤维制作生活棉被，社会上称为“黑心棉”，被国家明令禁止。禁止加工的理由，除了社会上废纺物来源不经过规划卫生处理，容易传播有害病菌原因以外，对废纺物开松后的废纺纤维过短(包含废纺粉尘)制作成“黑心棉”，给人体健康损害是主要原因。

目前，即使清洁的废旧纺织物原料(纺织企业的落纱、落料、裁剪类)、纺织类原料的开松、开棉，采用现有纺织开松机，这类现有纺织开松技术的根本原因是喂料、喂棉方式采用“双罗拉”，或者“四罗拉”，或者“固定给棉板”喂料技术，在纺织开松技术中将此归类于“握持式开松”。握持式原理开松(包含开棉)，这类技术和设备的市场占有率达到九成以上。现有开松设备对废旧纺织物、废旧服装原料加工，其开松技术与原料不匹配，造成了的再生纤维平均长度相对太短、短纤维过多、单纤维强度较低、纤维适纺性差等问题。主要是基于多个方面的原因：

其一：握持式开松机喂料方式，纺织原料被“握持”。

其二：开松机刺辊高速转动、且衡速、衡定强度“切割”原料，对废旧纺织原料开松力过大、开松强度过大，造成纤维太短，纤维品质不高是主要原因。

其三：开松配件配置不合理，设备开松的运行参数不匹配。

在纺织工程学中，评价“握持式开松”的特点是纺织物开松效率高，但是，这一原理的开松纤维得到的纤维短。针对废旧纺织物、废旧服装加工，采用目前的握持式开松机，获得的再生纤维平均长度均限制在20毫米以下，纤维长度有限，纤维等长，再生纤维的利用价值和再生途径受到限制。

技术实现要素：

针对现状，本发明着力于解决废纺服装纤维处理技术，为了获得更长的纤维，结合喂料技术和开松技术，提供一种废旧纺织物长纤维开松机组。该机组采用自由式喂料和自由式开松，使纤维不被受到破坏，尽量保持了原有长度，能够获得良好品质的再生长纤维。

本发明所采取的技术方案如下：一种废旧纺织物长纤维开松机组，其特征在于：包括原料喂料机构、组合开松机构、纤维转移机构、除杂除尘机构；

所述原料喂料机构，包括原料输送辊组、柔性喂料组，所述柔性喂料组包括喂料琴键组和设置于所述喂料琴键组上面的无动力自由压料辊、设置于所述喂料琴键组底部的柔性压簧机构；所述喂料琴键组包括一排琴键，每一琴键底部都设置一所述柔性压簧机构；所述无动力自由压料辊吊设在一吊架上，在所述吊架上可自由调整高度；

所述组合开松机构，包括1号、2号两个相切且互为反向旋转运动的主刺辊，其中1号主刺辊与所述原料喂料机构承接，2号主刺辊同时与几个工作辊相切且为同向旋转运动，所述1号主刺辊与原料喂料机构实现第一次自由开松，所述2号主刺辊与各所述工作辊实现二次、三次…自由开松。

进一步地，所述纤维转移机构，包括一转移辊，所述转移辊与所述2号主刺辊相切且为同向旋转运动。

进一步地，所述除杂除尘机构，包括分别设置在所述1号主刺辊和2号主刺辊底部的前、后漏底。

进一步地，所述除杂除尘机构，包括设置在所述转移辊底部的前、后漏底。

进一步地，所述除杂除尘机构，包括设置在机箱顶部的除尘风机。

进一步地，所述原料喂料机构中，还包括在所述喂料琴键组下方设置的琴键定位块，所述琴键定位块限制所述琴键的最低位。

进一步地，所述转移辊相切设置在所述2号主刺辊的下行工作面处。

进一步地，所述1号主刺辊和2号主刺辊，在相切处速度切线方向同向上。

进一步地，所述组合开松机构中还包括清洁辊，对应设置在各所述工作辊的外侧。

进一步地，所述2号主刺辊的直径比1号主刺辊和各工作辊都大。

本发明提供了一种全过程自由式开松技术方案。首先是以自由式柔性喂料为前提，将原料喂入，其次是通过多级开松辊的相互撕扯以及转移物料实现纤维的多次开松，全程开松纤维无外约束力，全部是自由式运行，所以可以获得保持良好状态的长纤维，使得废旧服装的再生回纺成为现实。通过样机试制、试验，采用不同批次的废旧服装、牛仔裤废纺、落纱落料废纺、汽车废纺、消防水带废纺、工业帆布废纺等不同原料进行开松实验，获得了良好再生纤维样本。开松机组适应能力强，节能高效，开松纤维品质好。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明柔性喂料机构图；

图3为本发明中喂料琴键组结构图；

图4为本发明中无动力自由压料辊结构图；

图5为纤维在组合开松机构和纤维转移机构的受力分析图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。

如图1所示，该开松机组主要包括四部分：原料喂料机构、组合开松机构、纤维转移机构、除杂除尘机构，此外还有动力部分和机架、机箱等。

纺织原料开松，原料的喂料方式是能否获得长纤维的关键技术之一。在一种无被迫受力情况下使物料自由前进，是一种理想的喂料方式，称为自由式喂料。所以本发明中提供一种自由式喂料机构，包括原料输送辊组101、柔性喂料组102。

如图1和图2所示，该柔性喂料机构的原料输送辊组101，是原料喂入的起始部件，原料输送辊组1是由一个以上的辊子并排滚动输送原料。较佳的是由两个以上的辊子并排组合传动，并排方式可以是水平，也可以是与水平面成一定角度的倾斜，再或者是由一个以上的水平辊子与一个以上与水平辊子成一定角度倾斜的斜面辊子组合传动。图中所示是水平辊子组合传动。

原料率经过原料输送辊组101输送到柔性喂料组102。柔性喂料组102包括喂料琴键组103、无动力自由压料辊104和柔性压簧机构105。喂料琴键组103承接于原料输送辊组101的输送末端，喂料琴键组103与水平面成一定角度的倾斜，如果原料输送辊组101中有斜面的辊子，则喂料琴键组103成同角度自然衔接于斜面辊子的末端。

如图3所示，喂料琴键组103是由一排琴键组成，每根琴键包括键身106和键指107，键身的一端设有圆孔，转动地安装在琴键固定主轴108上，各个琴键并排；键身的另一端自由衔接键指107(两者往往一体成型)，键指微微上翘，与键身成一定的弯曲角度，当琴键倾斜向下套于琴键固定主轴108上时，键指沿水平方向伸向前方，用于将废纺原料向前输送。

在每根琴键的底部都设置一柔性压簧机构105。如图2所示，柔性压簧机构105包括一固定座109，安装在机架上；在固定座109里部设置一滑动孔，滑动孔中安装有两个滑块110，两个滑块之间压设有弹簧111，弹簧在外力作用下可压缩于滑动孔中，失去外力后可弹出滑动孔。进一步地，柔性压簧机构105设置于键指与键身衔接过渡的地方，可有力压制键指107。

在喂料琴键组103的上方设置无动力自由压料辊104，无动力自由压料辊104自由地横压在所有琴键的上面，最佳位置是在键指107的弯曲面上。如图4所示，无动力自由压料辊104由一吊架112支撑而悬空，吊架安装于机架上。在吊架112上，设置有长条形槽或长条形孔113，无动力自由压料辊104的辊轴跨接在该槽/孔中，辊轴可沿槽/孔上下滑动。

自然状态下，无动力自由压料辊104依靠重力自由地压在喂料琴键组103的上表面，喂料琴键组103的下方由柔性压簧机构105支撑。工作时，当废纺原料经由原料输送辊组101和喂料琴键组103滚落到无动力自由压料辊104与喂料琴键组103的接触处时，由于物料的动能加势能作用，冲击无动力自由压料辊104和喂料琴键组103，有将两者之间的间隙扩大的趋势，此时由于柔性压簧机构105和吊架112的双重活动作用，无动力自由压料辊104可自动上调位置，喂料琴键组103可自动下调位置，将间隙扩大。由于每根琴键底部都独立设置柔性压簧机构105，所以根据物料的压力不同，各个琴键可自由调整高度，互不影响。物料可根据自身的重量和运动状态，自由地喂入到无动力自由压料辊104与喂料琴键组103之间的间隙中，并不断由后落下来的物料向前推涌。

进一步地，为防止无动力自由压料辊104与喂料琴键组103之间的间隙极度扩张，可在喂料琴键组103的下面设置一琴键定位块114，琴键定位块114可控制喂料琴键组103的极限下调位置。

在原料喂料机构的前方设置开松机构，输送于键指指端的废纺原料被刺辊拨及、带走，进入开松工序。通过合理设置柔性喂料机构和刺辊的位置，可调控刺辊与琴键之间的工艺间隙，如图2中刺辊与琴键之间的最小间隙是δ1，最大间隙是δ2。

纺织原料经输送辊组传递，无动力自由棍和柔性喂料组提供无约束力喂料，无动力自由辊随行进原料而自由转动，无动力棍对纺织原料不施加约束力，只对纺织原料起到稳定输入作用。柔性喂料组随时消化和消除原料输入变量，给后面的开松实现自由式开松。

经过喂料机构后，原料进入组合开松机构。组合开松机构是开松机组的核心，本发明提供的开松技术是自由式开松。组合开松机构包括1号主刺辊201，2号主刺辊202，工作辊组含1号、2号、3号工作辊203、204、205，清洁辊组含1号、2号、3号清洁辊206、207、208。

组合开松主要指1号主刺辊201与原料喂料机构实现第一次自由开松；2号主刺辊202同时与工作辊组(2-4个工作辊)实现多次自由开松。这套高效组合开松部件完成纺织原料多次、自由开松。

1号主刺辊201、2号主刺辊202以及工作辊工作面上都带有金属针布。1号主刺辊201承接于柔性喂料机构中喂料琴键组103的末端，与琴键之间具有工艺间隙(最小间隙是δ1，最大间隙是δ2)，视原料性质、喂料量、喂料速度等调整。柔性喂料机构中的料自琴键上滑出，被转动着的1号主刺辊201上的金属针布“抓”走，带入到开松机构中。2号主刺辊202与1号主刺辊201相切，二者互为反方向运动，在二者的相切处，速度的切线方向相同，都向上。被1号主刺辊201带动运转的废纺原料在此处被同向运行的2号主刺辊202顺势带走，废纺原料被成功转移到2号主刺辊202上，并同向形成拉扯按照纺织物纹理方向形成纤维初步形态。

2号主刺辊202带动废纺原料继续运转。工作辊组(图中含1号、2号、3号工作辊203、204、205)，与2号主刺辊202相切，在二者的相切处，工作辊与2号主刺辊202的速度切线方向相反，从而使废纺原料在此处被相反运动的两个辊发生相互撕扯，形成纤维。几个工作辊沿2号主刺辊202工作面设置，工作辊越多，发生撕扯的次数越多，被开松的纤维越多。进一步地，在各工作辊侧面相切设置清洁辊(图中所示1号、2号、3号清洁辊206、207、208)，用于清洁工作辊上粘连的杂质。

由于2号主刺辊202比工作辊大，所以大部分纤维依然由2号主刺辊202带走，小部分被工作辊带走，但是由于工作辊都设置在与2号主刺辊202上工作面相切的位置，所以各工作辊上的纤维在旋转脱落后依然会落到2号主刺辊202上。为了能够大量带走纤维，并能更多地、大范围地被开松，本发明设计2号主刺辊202的直径比1号主刺辊201和各工作辊都大，在一实施例中取1号主刺辊201直径为Φ1200，2号主刺辊202为Φ850，工作辊为Φ240，清洁辊为Φ160。

在2号主刺辊202与工作辊发生开松运动之后，下接纤维转移机构。纤维转移机构主要工作部件是一转移辊301，相切设置在2号主刺辊202的下行工作面处，因为上行工作面需要与工作辊发生开松运动，所以转移辊301与2号主刺辊202在相切处运行速度的切线方向相反，才能将废纺纤维转移走(同向运动将致使纤维掉落)。转移辊301上同样带有金属针布，与2号主刺辊202发生纤维转移的过程中，同时也是撕裂开松的过程。转移辊301进一步将纤维转移到下一步工序(分离、除杂)。

布片和纤维原料在1号主刺辊、2号主刺辊、转移辊之间运转过程中，受力情况如图5所示，在1号主刺辊中受辊的离心作用力为F1，受气流推力为F2；在2号主刺辊中受辊的离心作用力为F3，受气流推力为F4；在转移辊中受辊的离心作用力为F5，受气流推力为F6；原料转移的必要条件是：F3+F4＞F1+F2，F5+F6＞F3+F4。

除杂除尘机构，包括除杂部分和除尘部分。除杂部分包括在1号主刺辊底部设置的前、后漏底401，在2号主刺辊底部设置的前、后漏底402，在转移辊301底部设置的前、后漏底403。除杂原理是依靠各个开松辊高速转动，纺织杂质在离心力作用下沿各工作辊圆周切线方向脱离纺织原料，并经各辊漏底分离杂质。关于除尘部分，是指在机箱顶部设置的除尘风机404等。

各运动部件都可采用常规动力驱动方式，在此不做赘述。

本发明的贡献在于实现了废纺服装的自由式开松梦想，并且能够获得长的纤维。机组的主要特点是全程采用了无约束力自由式方案，自由喂料，自由开松，保证了纤维全过程无损坏。

工作时，经过除扣、除固体异物后的原料经过废纺原料输送辊组自由落入柔性喂料机构，原料变量喂入，柔性喂料机构中的喂料琴键组、无动力自由压料辊，都能实现自由式喂料。调整柔性喂料机构与主刺辊的工艺间隙，调整喂料琴键组与无动力自由压料辊的工艺间隙，针对不同材质的纺织原料，可在柔性喂料机构的自由式喂料下喂入。在这种机构下，纺织原料由于没有受到强烈的拉伸作用，所以纤维基本不会遭到破坏，保持纤维的足够长度。纺织原料进入开松机构后，针对不同材质的纺织原料在1号主刺辊的作用下，实现纺织原料自由开松。纺织原料经过1号主刺辊第一次开松后，主通道原料被2号主刺辊及时带走，质量稍重杂质、编织结头、结块等落入1号主刺辊前后漏底，回料输送带带出机外。主通道原料受2号主刺辊、工作辊组多次开松，金属针布多次相对撕裂。开松后的纤维层由转移辊快速带走。开松原料中质量稍重的杂质在离心力作用下落入2号主刺辊前后大漏底，杂质经回料输送带并带出机外。开松后纤维层由快速转移辊从原料出口输出，转移辊前后漏底过滤细小杂质。

通过样机试制、试验，采用不同批次废旧服装、牛仔裤废纺、落纱落料废纺、汽车废纺、消防水带废纺、工业帆布废纺等不同原料进行开松实验，获得了良好再生纤维样本。将不同批次原料、不同实验时间的纤维样本送检，测试数据证明，旧服装原料开松后的纤维具备可纺、可编制再生前景良好。本设备可以针对不同类型纺织物原料进行开松，适应能力强，节能高效，开松纤维品质好。

下表是一废旧纺织物长纤维开松机组主要技术参数实施例：

表12：

说明：1、表格中参数为实验样机数据，实验开松原料为服装废纺物，送检纤维为服装类再生纤维。

2、表格中废纺粉尘风压和流量为理论计算值，实际生产中由系统风压决定。

本发明试制成功，填补了行业技术空白，将逐步改善民生，为社会创造更有利的价值。