本發(fā)明涉及紡織纖維處理設(shè)備，特別涉及一種離心式纖維分離機。

背景技術(shù)：

在棉紡工程前期的紡織原材料生產(chǎn)中，對紡織纖維的分離需求并不迫切。無論是棉類、麻類、絲類、化纖類和再生類纖維，它們在前紡原材料生產(chǎn)過程中都是針對同類材質(zhì)纖維進行加工和生產(chǎn)。我國棉紡技術(shù)在棉纖維的開松、梳理生產(chǎn)中，僅解決棉纖維的粉塵和短纖維、除籽、棉雜質(zhì)等的分離技術(shù)，不能對纖維品質(zhì)和物理長度進行分離和分級。即使在異纖分離的專用技術(shù)中，也僅是解決除微塵、金屬顆粒分離，異物和重物分離，或者是異色、異纖檢測和分離，沒有解決纖維物理屬性、單纖維長度的分離和分級問題。

針對廢舊紡織物和廢舊服裝的再生纖維，按照纖維物理屬性、單纖維長度進行分離、分級，目前現(xiàn)有技術(shù)是一塊空白。在現(xiàn)有棉紡織技術(shù)的前紡設(shè)備中，只有紡織清彈機，經(jīng)緯紡織機械JWF1053型除微塵機和FA系列的紡織纖維去微塵機。清彈機的工作原理是具有全孔狀圓筒過濾短纖維，紡織原料經(jīng)開松后進入清彈機塵籠圓筒表面，串聯(lián)塵籠同時同方向隨軸心轉(zhuǎn)動，每個塵籠內(nèi)筒設(shè)置為負壓風(fēng)系，紡織原料在塵籠表面經(jīng)過負壓“風(fēng)口”段時，原料中的粉塵和短纖維穿過塵籠網(wǎng)孔被負壓風(fēng)系帶走，達到除雜、纖維分離目的。經(jīng)緯紡織機械JWF1053型和FA型除微塵機，工作原理是拋料吸塵，紡織原料在工作箱中由風(fēng)管拋落原料，拋料承接板為網(wǎng)孔過濾板，網(wǎng)孔板后為負壓風(fēng)室，當(dāng)原料拋落時，原料中的粉塵和短纖維隨網(wǎng)孔負壓風(fēng)系帶走，達到除雜、短纖維分離目的，這兩款典型設(shè)備工作原理相同，只有除微塵功能，無法實現(xiàn)單纖維長度分級和分離。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明著力于解決現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種廢紡纖維離心式分離機，該機器利用葉輪轉(zhuǎn)動，混合纖維在葉輪離心力作用下，不同纖維材質(zhì)重量、不同纖維絨束重量獲得的動能和勢能不同，纖維和纖維束在空中拋送、漂動的距離不同，自由落體位置也不同從而獲得了區(qū)分和分離。該機器針對廢舊紡織物、廢紡服裝原料進行再生后獲得的再生纖維，采用物理方法實現(xiàn)纖維品質(zhì)、纖維物理屬性和單纖維長度有序分離和歸類，提高了再生纖維的適紡價值，對再生纖維應(yīng)用與推廣具有深遠意義。

本發(fā)明解決以上技術(shù)問題所取的技術(shù)方案如下：一種廢紡纖維離心式分離機，其特征在于：包括主機架、回轉(zhuǎn)機架、葉輪組件、機罩組件；

所述主機架包括臺階盤式分揀臺，在每一級分揀臺頂面都設(shè)置有出料口、每一級分揀臺里部都設(shè)置有輸送帶；

所述回轉(zhuǎn)機架包括做旋轉(zhuǎn)運動的回轉(zhuǎn)機架臂，所述回轉(zhuǎn)機架臂設(shè)置于所述臺階盤式分揀臺上方，在所述回轉(zhuǎn)機架臂底部連接有平臺集料板，所述平臺集料板刮掃所述臺階盤式分揀臺上的物料；

所述葉輪組件設(shè)置于所述主機架及回轉(zhuǎn)機架的上方，包括做旋轉(zhuǎn)運動的分揀主葉輪，在所述分揀主葉輪底部設(shè)置氣壓風(fēng)管及氣流壓力嘴，所述氣流壓力嘴對著所述分揀主葉輪的底部邊緣吹氣；

所述機罩組件上設(shè)置有原料輸送管、原料落料口、負壓粉塵風(fēng)管、粉塵濾網(wǎng)，所述原料輸送管末端連接原料落料口，所述原料落料口位于所述分揀主葉輪上方。

進一步地，所述臺階盤式分揀臺至少有三級，中心每一級分揀臺最高，最外一級分揀臺最低。

進一步地，所述回轉(zhuǎn)機架臂，繞旋轉(zhuǎn)中心對稱設(shè)置為兩組，或均分為三組。

進一步地，所述平臺集料板對應(yīng)于所述臺階盤式分揀臺也分級，每一級平臺集料板對應(yīng)一級分揀臺。

進一步地，所述平臺集料板為柔性刮板，或硬性刮板，或毛刷。

進一步地，所述氣流壓力嘴自氣壓風(fēng)管上分散地接出幾個，沿所述分揀主葉輪周向均勻性分布。

進一步地，所述分揀主葉輪包括葉片、葉輪、葉輪軸，所述葉輪軸安裝在主葉輪動力軸上，由電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；所述廢紡纖維物料落于所述葉片上時，受到葉片旋轉(zhuǎn)離心力作用，物料自身的重力作用，氣流壓力嘴的向上氣體壓力作用，所受合力呈現(xiàn)為斜向上向外的方向，做三維空間拋物運動。

進一步地，所述葉片，為彎曲型，在葉輪上的彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反。

進一步地，所述葉片，由徑向外端到徑向內(nèi)端，厚度漸縮；由徑向外端到徑向內(nèi)端，上邊緣呈弧形漸縮。

進一步地，所述粉塵濾網(wǎng)設(shè)置于機組外罩內(nèi)上部空間，所述負壓粉塵風(fēng)管設(shè)置于所述機組外罩頂部，連通于所述機組外罩內(nèi)上部空間。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明顯著的有益效果體現(xiàn)在：1.設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，能耗小，分揀產(chǎn)能大(1—2噸/時)，分揀效率高。2.由于設(shè)置了不同高度的分級分揀臺，可以分類接收不同重量的物料，并通過集料板刮至各自分揀臺的出料口，由輸送帶分類運走。3.利用葉輪的離心旋轉(zhuǎn)作用和氣流噴吹作用克服物料自身的重力作用，使物料做空中拋物運動，發(fā)生拋甩揚撒，利用在空中拋撒的時間可實現(xiàn)分類。4.利用葉輪組件、回轉(zhuǎn)機架、氣流噴嘴的同步動作加之控制速度和力度，以及負壓吸塵作用，同步實現(xiàn)了物料的分類分離及收集。5.特殊的葉片設(shè)計，也為物料的空中拋物運動帶來了有益效果。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。

附圖說明

附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。

圖1為本發(fā)明設(shè)備的立體結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖2為主機架和回轉(zhuǎn)機架結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖3為主機架主視結(jié)構(gòu)圖(含部分剖視)；

圖4為回轉(zhuǎn)機架主視結(jié)構(gòu)圖(含部分剖視)；

圖5為分揀平臺出料口和輸送帶布置圖；

圖6為葉輪組件主剖視圖；

圖7為分揀主葉輪與氣流壓力嘴的位置關(guān)系圖；

圖8為分揀主葉輪結(jié)構(gòu)圖；

圖9為葉片俯視圖；

圖10為葉片立體圖；

圖11為機罩組件結(jié)構(gòu)圖。

Ⅰ-主機架、Ⅱ-回轉(zhuǎn)機架、Ⅲ-葉輪組件、Ⅳ-機罩組件、1-主機架立柱、2-1#分揀平臺、3-2#分揀平臺、4-3#分揀平臺、5-主機架擋、6-分揀主葉輪、7-1#平臺出料口、8-1#分揀輸料帶、9-2#平臺出料口、10-2#分揀輸料帶、11-3#平臺出料口、12-3#分揀輸料帶、13-回轉(zhuǎn)臂外立柱、14-回轉(zhuǎn)臂機座、15-動力支柱、16-1#輸料帶進口、16’-1#輸料帶出口、17-2#輸料帶進口、17’-2#輸料帶出口、18-3#輸料帶進口、18’-3#輸料帶出口、19-回轉(zhuǎn)機架臂、20-1#平臺集料板、21-2#平臺集料板、22-3#平臺集料板、23-回轉(zhuǎn)臂傳動齒系、24-回轉(zhuǎn)臂動力源、25-主葉輪動力軸、26-氣流壓力嘴、27-氣壓風(fēng)管、28-葉片、29-葉輪、30-葉輪軸、31-輸送管、32-原料落料口、33-負壓粉塵風(fēng)管、34-粉塵濾網(wǎng)、35-機組外罩。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述，其中附圖構(gòu)成本申請一部分，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道，以下實施例并不是對本發(fā)明技術(shù)方案作的唯一限定，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案精神實質(zhì)下所做的任何等同變換或改動，均應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。

該機器是利用了特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計形成的特有離心作用，而獲得了混合再生纖維的分類，可以實現(xiàn)四類纖維分離，即：一類纖維、二類纖維、三類纖維和廢紡粉塵分離。

通過圖1、2所示可知，該機器主要包括四組部件：主機架Ⅰ，回轉(zhuǎn)機架Ⅱ，葉輪組件Ⅲ，機罩組件Ⅳ?；剞D(zhuǎn)機架Ⅱ在主機架Ⅰ之上，葉輪組件Ⅲ位于主機架Ⅰ、回轉(zhuǎn)機架Ⅱ的共同中心處，三者具有相同的回轉(zhuǎn)中心。

通過圖1、圖2、圖3、圖5所示可知，主機架Ⅰ，由主機架立柱1、1#分揀平臺2(含1#平臺出料口7、1#分揀輸料帶8、1#輸料帶進口16、1#輸料帶出口16’)、2#分揀平臺3(含2#平臺出料口9、2#分揀輸料帶10、2#輸料帶進口17、2#輸料帶出口17’)、3#分揀平臺4(含3#平臺出料口11、3#分揀輸料帶12、3#輸料帶進口18、3#輸料帶出口18’)等組成。1#分揀平臺2、2#分揀平臺3、3#分揀平臺4以主機架立柱1為中心，呈現(xiàn)為逐漸外擴的臺階盤形式，1#分揀平臺2最高，3#分揀平臺4最低。每個平臺上都有分揀輸料帶、輸料帶進出口和出料口，輸料帶從平臺內(nèi)部穿過，輸送帶位于出料口的下方，能夠接住從出料口落下的料，并運送走。在分揀平臺的最外圍(圖中也就是3#分揀平臺的最外圍)，設(shè)置有主機架擋5，用于擋住散落的物料。

進一步地，考慮三個平臺分揀后纖維原料、輸送設(shè)備、輸送空間互相不干涉，預(yù)留纖維打包設(shè)備位置，三個分揀平臺上輸送帶的輸送方向是依次互為反方向的。

通過圖1、圖2、圖3、圖4所示可知，回轉(zhuǎn)機架Ⅱ，由回轉(zhuǎn)臂外立柱13、回轉(zhuǎn)臂機座14、回轉(zhuǎn)機架臂19、1#平臺集料板20、2#平臺集料板21、3#平臺集料板22，回轉(zhuǎn)臂傳動齒系23、回轉(zhuǎn)臂動力源24等組成?；剞D(zhuǎn)機架臂19連接在回轉(zhuǎn)臂外立柱13上，回轉(zhuǎn)臂機座14上安裝回轉(zhuǎn)臂動力源24(電機)和傳動齒系23，回轉(zhuǎn)臂傳動齒系23在回轉(zhuǎn)臂動力源24的帶動下驅(qū)動回轉(zhuǎn)臂外立柱13旋轉(zhuǎn)，從而帶動回轉(zhuǎn)機架臂19旋轉(zhuǎn)。

回轉(zhuǎn)機架臂19自回轉(zhuǎn)中心向外延伸，對應(yīng)于主機架分揀平臺也呈現(xiàn)為臺階式，直至延伸到主機架最外部的3#分揀平臺4邊緣。進一步地，所述回轉(zhuǎn)機架臂19可以在分揀平臺上設(shè)置一組，兩組或三組，至少有一組。1#平臺集料板20、2#平臺集料板21、3#平臺集料板22，對應(yīng)于分揀平臺的位置掛接在回轉(zhuǎn)機架臂19的底部。進一步地，1#平臺集料板20、2#平臺集料板21、3#平臺集料板22，可以為柔性刮板，或硬性刮板，也可以為毛刷。伴隨著回轉(zhuǎn)機架臂19的旋轉(zhuǎn)，各個平臺集料板同步旋轉(zhuǎn)，刮撥各個分揀平臺上的物料進入相應(yīng)的出料口。

通過圖1、圖3、圖6-圖10所示可知，葉輪組件Ⅲ，由分揀主葉輪6、主葉輪動力軸25、氣流壓力嘴26、氣壓風(fēng)管27以及動力支柱15等組成。動力支柱15穿設(shè)在回轉(zhuǎn)臂機座14的中心(也就是整個機器的回轉(zhuǎn)中心，如圖3所示)，支撐著主葉輪動力軸25以及氣壓風(fēng)管27。分揀主葉輪6包括葉片28、葉輪29、葉輪軸30，葉輪軸30安裝在主葉輪動力軸25上；主葉輪動力軸25位于動力支柱15中心，由電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。分揀主葉輪6位于旋轉(zhuǎn)中心；氣壓風(fēng)管27端部連接氣流壓力嘴26，氣流壓力嘴26朝上，對著分揀主葉輪6的底部邊緣。進一步地，氣流壓力嘴26自氣壓風(fēng)管27上分散地接出幾個，且最佳為沿分揀主葉輪6周向均勻性分布。

通過圖1、圖11所示可知，機罩組件Ⅳ，由原料(混合纖維)輸送管31、原料落料口32、負壓粉塵風(fēng)管33、粉塵濾網(wǎng)34、機組外罩35等組成。原料輸送管31末端連接原料落料口32，原料落料口32對著分揀主葉輪6上方；負壓粉塵風(fēng)管33設(shè)置于機組外罩35頂部，用于廢紡粉塵的輸出；粉塵濾網(wǎng)34位于機組外罩35內(nèi)部上方空間，用于隔離長纖維，過濾掉粉塵。

工作時，混合廢紡再生纖維由原料輸送管31輸入，經(jīng)原料落料口32自由落下，此時分揀主葉輪6高速旋轉(zhuǎn)，同時氣流壓力嘴26提供向上風(fēng)力。在重物作用、氣流噴吹作用、旋轉(zhuǎn)作用下，分揀主葉輪6的葉片水平受力分析如圖9所示，水平方向所受合力R1為運動切向力F1和離心力F2的合力；葉片受重物作用的垂向受力分析如圖8所示，合力R2為水平合力R1和重物豎直向下重力F3的合力；葉片受氣流作用的垂向受力分析如圖7所示，合力R3為水平合力R1和豎直向上的氣流噴力F4的合力。綜合重物和氣流的作用，如果氣流噴力F4大于重物重力F3，則重物落到葉片上時所受合力就是斜向上向外的力(接近于R3方向)。

在氣流噴力控制合適的情況下，混合纖維在合成受力作用下，斜向上45°作三維空間拋物運動，最大程度向遠距離拋送，混合纖維的運動軌跡，相似于“阿基米德”螺旋線，混合纖維在空中停留時間最長、拋送距離最遠，依靠纖維自身不同質(zhì)量的自由落體，自動分散在1#、2#、3#三個不同的分揀平臺上。其中，自由單體纖維經(jīng)葉片拋送后，受葉片合成力作用，不同重量、不同體積、不同長度，具備不同動能和勢能，自由散落在1#、2#、3#三個不同的分揀平臺；混合纖維中的棉絨束、棉絨團，經(jīng)葉片拋送后，受葉片合成力作用，絨團中較大質(zhì)量纖維具有較大動能和勢能，并沿螺旋線自行“解散”、“解離”、“分離”、“分散”，自由散落在1#、2#、3#三個不同的分揀平臺；混合纖維中的雜物、異物、未經(jīng)開松的紡織結(jié)塊、編織塊，經(jīng)葉片拋送后因獲得葉片的動能和勢能最大，離心力最大，運動距離最遠，這部分雜物、異物散落在3#分揀平臺?；旌侠w維中的粉塵經(jīng)葉片拋送后，因質(zhì)量最輕，廢紡粉塵停滯和漂浮在分揀主葉輪上部，機組外罩頂部設(shè)置負壓粉塵風(fēng)管33，廢紡粉塵在負壓作用下，透過粉塵濾網(wǎng)34帶至負壓粉塵風(fēng)管33。

經(jīng)分離后落入各分揀平臺(1#、2#、3#)的纖維在回轉(zhuǎn)機架臂19作用下，各平臺集料板(1#、2#、3#)同時集合各分揀平臺上的纖維，并由各自的分揀平臺出料口，導(dǎo)入各分揀輸料帶上，輸料帶將分揀后纖維原料輸出機組外部，從而達到廢紡混合纖維的四個等級分離和分類。

本發(fā)明中，分揀主葉輪6的葉片28采用了新設(shè)計，首先，如圖9所示，采用改制的“后向型離心葉片”，葉片28的扭曲方向是朝葉輪反轉(zhuǎn)方向彎曲，如圖9中葉輪為逆時針旋轉(zhuǎn)，則葉片為順時針方向彎曲。其次，葉片28材質(zhì)采用方綸1313芳香族聚酰胺纖維編織物，選用特定氧化劑進行超薄葉片模具熱壓定型。經(jīng)過機械精密加工，葉片具有柔性復(fù)合材料特制的性能，柔性變量大，葉片對再生纖維損傷小，表面摩擦系數(shù)小，且自身材質(zhì)具有高強度、高模量特性，耐磨、耐高溫、耐變形等特點。實踐運用中如防彈衣，特種防護服等產(chǎn)品。再次，優(yōu)越如圖9、10所示，葉片形狀為異形設(shè)計，從葉輪俯視看，它是一厚度由葉端部到葉根部漸薄；從正面看，葉片上邊緣是由葉端部到葉根部呈弧形漸收，根部弧形切線角大約為45°。

以上設(shè)計，混合纖維進入葉片時，承受葉片壓力較小，纖維流動阻力最小，葉片對纖維損傷最小，混合纖維可以“適時”、“柔和”獲得葉片離心動能，并以45°最佳角度離開葉片。所述葉端部，是指葉片的徑向外端；葉根部，是指葉片的徑向內(nèi)端。

綜合所述實施例，本發(fā)明利用分揀主葉輪6的離心旋轉(zhuǎn)作用，加之在邊沿設(shè)置向上的氣流壓力嘴26，使纖維在氣流合力作用下呈向上45°角度向外拋送，拋送距離遠，纖維停留空中時間更長，分揀效果更好。通過控制分揀主葉輪6的轉(zhuǎn)速，控制氣流壓力嘴26的壓力，控制負壓粉塵風(fēng)管33的負壓值，可適應(yīng)包括廢紡混合纖維、紡織纖維和紡織原料的分級、除雜、除異物、除防塵等功能，應(yīng)用范圍廣。此外，在葉片上采用改制的“后向型離心葉片”對紡織原料施加旋轉(zhuǎn)離心力，混合纖維依據(jù)自身纖維質(zhì)量，自身離心動能和勢能，沿“阿基米德”螺旋線運動軌跡在空中自由落體，不同纖維屬性實現(xiàn)自動分離，分級。針對纖維物的空中拋撒狀態(tài)，設(shè)置三級分揀平臺(1#、2#、3#)，自由落體纖維經(jīng)回轉(zhuǎn)機架臂19轉(zhuǎn)動、帶動三級平臺集料板(20、21、22)收集相應(yīng)分揀平臺上的纖維，經(jīng)各分揀平臺出料口以及各平臺分揀輸料帶將纖維輸出，實現(xiàn)了混合纖維自動輸送原料、纖維自動分揀，分級纖維自動收集、分級纖維自動輸出的全自動生產(chǎn)。

盡管以上對設(shè)備的實施方式作了較詳細的介紹，但也僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。